Questa prospettiva obliqua simulata mostra l’Olympus Mons, il vulcano più alto non solo di Marte ma dell’intero Sistema Solare. Il vulcano misura circa 600 km di diametro.I dati sono stati ottenuti dalla High Resolution Stereo Camera a bordo del Mars Express dell’ESA e l’angolo prospettico obliquo è stato successivamente creato utilizzando un modello digitale di elevazione (DEM). I dati sono stati raccolti nell’ambito di una nuova ricerca che ha rivelato per la prima volta la presenza di acqua gelata in prossimità dell’equatore di Marte (una zona del pianeta in cui si riteneva improbabile l’esistenza della brina). La scala verticale è esagerata di un fattore cinque.
Le missioni ExoMars e Mars Express dell’ESA hanno individuato per la prima volta la brina d’acqua vicino all’equatore di Marte, una zona del pianeta in cui si riteneva impossibile l’esistenza della brina.
La brina si trova in cima ai vulcani Tharsis: i vulcani più alti non solo di Marte ma del Sistema Solare. È stata osservata per la prima volta dall’ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) dell’ESA e successivamente da un altro strumento a bordo del TGO e del Mars Express dell’ESA.
“Pensavamo che fosse impossibile che si formasse la brina intorno all’equatore di Marte, poiché il mix di sole e atmosfera sottile mantiene le temperature relativamente alte sia in superficie che in cima alle montagne, a differenza di quanto accade sulla Terra, dove ci si aspetterebbe di vedere picchi ghiacciati”, spiega l’autore principale Adomas Valantinas, che ha fatto la scoperta come dottorando all’Università di Berna, in Svizzera, e ora è ricercatore post-dottorato alla Brown University, negli Stati Uniti.
“La sua esistenza qui è entusiasmante e suggerisce che ci sono processi eccezionali in gioco che permettono la formazione della brina”.
Le macchie di brina sono presenti per alcune ore intorno all’alba, prima di evaporare alla luce del sole. Nonostante siano sottili – probabilmente solo un centesimo di millimetro di spessore (quanto un capello umano) – coprono una vasta area. La quantità di brina rappresenta circa 150.000 tonnellate di acqua che passano dalla superficie all’atmosfera ogni giorno durante le stagioni fredde, l’equivalente di circa 60 piscine olimpioniche.
Questa fetta rettangolare di Marte mostra il terreno che si trova in cima al vulcano Olympus Mons. È possibile osservare un terreno increspato, irregolare e a gradini, con diverse illuminazioni. Il lato destro dell’immagine è di colore blu, a rappresentare la brina di ghiaccio d’acqua recentemente scoperta.
Un microclima particolare
La regione di Tharsis di Marte ospita numerosi vulcani, tra cui l’Olympus Mons e i Tharsis Montes: Ascraeus, Pavonis e Arsia Mons. Molti di questi vulcani sono colossali e svettano sulle pianure circostanti con altezze che vanno da una (Pavonis Mons) a tre (Olympus Mons) volte quelle dell’Everest terrestre.
Questi vulcani hanno caldere, grandi cavità, sulle loro cime, causate da camere di magma svuotate durante le eruzioni passate. I ricercatori propongono che l’aria circoli in modo particolare sopra Tharsis, creando un microclima unico all’interno delle caldere dei vulcani che permettono la formazione di chiazze di ghiaccio.
“I venti risalgono le pendici delle montagne, portando l’aria relativamente umida dalla superficie fino alle quote più alte, dove si condensa e si deposita sotto forma di brina”, spiega il coautore Nicolas Thomas, ricercatore principale del sistema di imaging di superficie a colori e stereo del TGO (CaSSIS) e supervisore del dottorato di Adomas all’Università di Berna. “In realtà vediamo che questo accade sulla Terra e in altre parti di Marte, con lo stesso fenomeno che causa la nube stagionale marziana Arsia Mons Elongated Cloud”.
Questa mappa contestuale si basa sui dati dell’esperimento Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) a bordo della missione Mars Global Surveyor (MGS) della NASA. Mostra la fetta di Marte catturata dalla High Resolution Stereo Camera a bordo della sonda Mars Express dell’ESA per celebrare il 15° anniversario della missione: l’intrigante e un tempo attiva provincia di Tharsis. In questa vista etichettata sono inclusi l’esteso sistema di canyon di Valles Marineris, il sistema di fessure a forma di ragnatela che comprende Noctis Labyrinthus, due dei quattro vulcani, il polo nord e la cosiddetta dicotomia marziana: la differenza di altitudine tra le regioni settentrionali e meridionali di Marte. Le aree a maggiore altitudine sono rappresentate in toni rosso-arancio, mentre quelle a minore altitudine sono visualizzate in blu-verde (come indicato dalla scala in basso a sinistra).
“La brina che vediamo in cima ai vulcani di Marte sembra depositarsi soprattutto nelle regioni in ombra delle caldere, dove le temperature sono più fredde”.
Adomas, Nicolas e colleghi hanno individuato gelate sui vulcani Tharsis di Olympus, Arsia e Ascraeus Mons e Ceraunius Tholus. Modellare la formazione di queste gelate potrebbe consentire agli scienziati di svelare altri segreti di Marte, tra cui la presenza di acqua e il modo in cui si sposta da un bacino all’altro e la comprensione delle complesse dinamiche atmosferiche del pianeta. Queste conoscenze sono essenziali per la nostra futura esplorazione di Marte e per la ricerca di possibili segni di vita oltre la Terra.
Questa immagine mostra l’Olympus Mons, il vulcano più alto non solo di Marte ma dell’intero Sistema Solare. Il vulcano misura circa 600 km di diametro. È stata ottenuta alle prime ore del mattino (7:20 ora solare locale, LST) dalla High Resolution Stereo Camera a bordo di Mars Express dell’ESA, nell’ambito di una nuova ricerca che ha rivelato per la prima volta la presenza di acqua ghiacciata vicino all’equatore di Marte (una zona del pianeta in cui si riteneva improbabile l’esistenza della brina).
Inaspettata e avvincente
Questa scoperta segna la prima volta che la brina è stata trovata all’equatore di Marte. Ma perché non era stata individuata prima?
“Ci sono alcuni motivi: innanzitutto, abbiamo bisogno di un’orbita che ci permetta di osservare un luogo nelle prime ore del mattino. Mentre i due orbiter marziani dell’ESA – Mars Express e TGO – hanno orbite di questo tipo e possono osservare in ogni momento della giornata, quelli di altre agenzie sono invece sincronizzati con il Sole e possono osservare solo nel pomeriggio”, aggiunge Adomas.
“In secondo luogo, la deposizione di brina è legata alle stagioni marziane più fredde, il che rende la finestra per individuarla ancora più stretta. In breve, dobbiamo sapere dove e quando cercare la brina effimera. Ci è capitato di cercarla vicino all’equatore per altre ricerche, ma non ci aspettavamo di vederla sulle cime dei vulcani di Marte!”.
ExoMars spia il gelo su Ceraunius Tholus.
La scoperta della brina si è basata sulla collaborazione tra due esploratori dell’ESA in orbita intorno a Marte: ExoMars TGO e Mars Express.
TGO è arrivato su Marte nel 2016 e sta eseguendo immagini e mappature della superficie, dell’atmosfera e dell’acqua di Marte da quando è iniziata la sua missione scientifica completa nel 2018. Mars Express è in orbita intorno a Marte dal 2003 e ha trascorso due decenni a esplorare la superficie, il sottosuolo, i minerali, i fenomeni e l’atmosfera di Marte.
Il team di ricerca ha individuato la brina con lo strumento CaSSIS del TGO. Hanno poi confermato la loro scoperta osservando nuovamente l’area con lo spettrometro Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD) di TGO e la High Resolution Stereo Camera (HRSC) di Mars Express.
“Trovare acqua sulla superficie di Marte è sempre emozionante, sia per l’interesse scientifico che per le sue implicazioni per l’esplorazione umana e robotica”, afferma Colin Wilson, project scientist dell’ESA sia per ExoMars TGO che per Mars Express. “Tuttavia, questa scoperta è particolarmente affascinante. La bassa pressione atmosferica di Marte crea una situazione sconosciuta in cui le cime delle montagne del pianeta non sono solitamente più fredde delle pianure, ma sembra che l’aria umida che soffia sui pendii delle montagne possa comunque condensare in brina, un fenomeno decisamente simile a quello terrestre.
“Questa scoperta è stata possibile grazie alla proficua collaborazione tra entrambi gli orbiter marziani dell’ESA e a ulteriori modellizzazioni. Capire esattamente quali fenomeni sono uguali o diversi sulla Terra e su Marte mette davvero alla prova e migliora la nostra comprensione dei processi fondamentali che avvengono non solo sul nostro pianeta natale, ma anche altrove nel cosmo”.
La Macchina del Tempo 