Ancora sull’acqua liquida di Marte


Recentemente l’annoso e discusso tema dell’acqua liquida su Marte è tornato prepotentemente alla ribalta grazie ai dati raccolti dal radar della sonda europea Mars Express, la seconda missione più longeva ancora operativa attorno al Pianeta Rosso. 

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In questi anni di esplorazione spaziale, gli orbiter, i rover di superficie ed i lander hanno fornito moltissime testimonianze di mari, laghi e fiumi che in un lontano passato devono aver reso Marte molto simile alla Terra, anche se per un tempo limitato. Altri indizi ancora in discussione, invece, lasciano ipotizzare che anche oggi, in determinate stagioni dell’anno marziano ed in presenza di particolari condizioni climatiche, qualcosa di simile ad un fluido salato riesca scorrere stabilmente in superficie per brevissimi periodi (si chiamano Recurring Slope LineaeRSL ) o che, certe circostanze siano favorevoli alla formazione di una sorta di brina. Ed è in questo complesso puzzle non ancora ultimato ed ancora tutto da comprendere che si inserisce il recente annuncio dell’Agenzia Spaziale Europea ESA che guida la missione Mars Express (MEX): i dati raccolti dal radar MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) a bordo della sonda sembrerebbero indicare la presenza di un grande bacino di acqua allo stato liquido sotto il polo sud di Marte. 

MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) è un radar sounder, utilizzato per scandagliare sia il sottosuolo che la ionosfera marziana, il primo nel suo genere inviato su Marte.

Lavora ad un’altitudine di 800 chilometri sopra la superficie per analizzare il sottosuolo ed a 1.200 chilometri per studiare la ionosfera.

Nella sua modalità operativa standard, lo strumento è in grado di effettuare misurazioni su bande larghe 1 MHz centrate a 1,8, 3,0, 4,0 e 5,0 MHz.

È costituito da tre antenne che trasmettono segnali radio verso il pianeta: due bracci (dipolo) di 20 metri e un terzo braccio (monopolo) di 7 metri perpendicolare rispetto ai primi due (vedi immagine in apertura).

È in grado di osservare il sottosuolo fino a 5 chilometri di profondità e di lavorare come altimetro.

Le onde radio rimbalzano su Marte e MARSIS misura il tempo necessario affinché il segnale torni indietro, le sue variazioni e la potenza dopo la riflessione. Ogni valore restituito è indice di un determinato materiale.

Quando gli echi di ritorno vengono analizzati e trasformati in grafico, quello che si ottiene è una specie di sezione bidimensionale del sottosuolo, chiamata “radargramma“.

Gli scienziati sospettavano da tempo che le calotte polari del pianeta fossero un buon posto dove cercare acqua liquida su Marte perché il punto di fusione dell’acqua diminuisce a pressione maggiore, come potrebbe essere quella generata dal peso di un ghiacciaio sovrastante.

MARSIS ha esplorato il sottosuolo marziano alla ricerca di acqua liquida per ben 12 anni.

Alcuni segnali importati erano già stati rilevati nei pressi della calotta meridionale ma niente in grado di fornire una prova significativa.

Tra il 29 maggio 2012 e il 27 dicembre 2015, MARSIS ha esaminato un’area larga 200 chilometri chiamata Planum Australe, centrata sui 193° est e gli 81° sud. Una zona che, a dire il vero, non presenta alcuna caratteristica accattivante: è topograficamente piatta, composta di acqua ghiacciata mista a polvere, stagionalmente coperta da uno strato molto sottile di anidride carbonica ghiacciata che non supera 1 metro di spessore.

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Durante le ore notturne, per minimizzare la dispersione ionosferica del segnale, MARSIS ha raccolto un totale di 29 profili radar, trasmettendo impulsi radio ravvicinati centrati a 3 e 4 MHz o 4 e 5 MHz.

Nel punto in cui i radargrammi si sono incrociati, gli scienziati hanno notato un confine riflettente molto luminoso a circa 1.500 metri sotto la superficie. La tipologia di materiale rilevato in quest’area è apparsa molto diversa dal ghiaccio sovrastante e dalla roccia sottostante, ha dimostrato di rimanere stabile nell’arco dei tre anni di osservazione e potrebbe essere coerente con la presenza di acqua allo stato liquido.

La parte più complessa del lavoro è stata l’analisi quantitativa dei segnali radar per arrivare a determinare la costante dielettrica dello strato riflettente e identificarne, quindi, la natura, si legge nell’articolo sul sito INAF. Questa parte del lavoro è durata quasi 4 anni ma il gruppo è riuscito a determinare che la permittività dielettrica dell’area altamente riflettente è maggiore di 15, perfettamente in accordo con la presenza di materiali che contengono notevoli quantità di acqua liquida.

Questi risultati indicano che ci troviamo probabilmente in presenza di un lago subglaciale”, ha dichiarato Elena Pettinelli dell’Università Roma Tre, “simile ai laghi presenti al di sotto dei ghiacci antartici, relativamente esteso e con una profondità certamente superiore alla possibilità di penetrazione delle frequenze usate da Marsis. In alternativa potrebbe trattarsi di un acquifero profondo nel quale l’acqua liquida riempie i pori e le fratture della roccia. Non siamo attualmente in grado di stimare con precisione la profondità del lago, ovvero dove si trova il fondo del lago o la base dell’acquifero ma possiamo senza dubbio affermare che sia come minimo dell’ordine di qualche metro“.

Secondo il team potrebbe trattarsi di un deposito di fango inumidito, più simile a sedimenti fangosi che ad un vero e proprio lago sotterraneo.

A remare contro sono le temperature, stimate a -68 gradi Celsius in quella porzione di sottosuolo.

Sulla Terra abbiamo esempi di laghi sub-glaciali a -13 gradi Celsius, dove l’acqua riesce a rimanere liquida grazie alla presenza di grandi quantità di sale. Su Marte, sali di sodio, magnesio e calcio potrebbero costituire un contributo importante per far rimanere l’acqua allo stato liquido anche a -74 gradi Celsius. Quindi, la presenza di un bacino sotterraneo di acqua liquida non è fisicamente impossibile. Anche secondo Roberto Orosei, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, ricercatore principale per il MARSIS ed autore principale dello studio, un mix di acqua liquida e sedimenti fangosi ricchi di sali potrebbe essere la risposta all’insolito eco radar rilevato.

A smorzare un po’ gli entusiasmi c’è lo scetticismo da parte di alcuni i quali sottolineano che, in quella stessa zona, il radar di un’altra missione, lo SHARAD a bordo della sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), non ha visto proprio nulla.

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A: MARSIS orbita 10737; B: SHARAD orbita 2666; C: traccia al suolo dei due radargrammi.

Ciò è probabilmente dovuto al fatto che il radar di MRO utilizza diverse lunghezze d’onda che vengono disperse dal ghiaccio polare prima di raggiungere la profondità del potenziale serbatoio“, ha commentato Jack Holt dell’Università dell’Arizona. “Ma qualsiasi cosa riflettente come un lago liquido dovrebbe essere identificabile dallo SHARAD“, ha aggiunto.

I dubbi quindi restano.

Le prossime missioni potrebbero far chiarezza, confermare o smentire la presenza del presunto lago nel sottosuolo marziano: d’altra parte, se MARSIS ha scoperto una chiazza di acqua liquida di 20 chilometri, vicina al limite della sua risoluzione di rilevamento, ci sono tutte le ragioni per credere che potrebbero esserci molte altre caratteristiche come questa, troppo piccole per poter essere viste con gli strumenti attuali.

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