C’è poca acqua nel sottosuolo di Marte, contraddette le aspettative: La fisica collega i dati sismici alle proprietà di rocce e sedimenti


Una nuova analisi dei dati sismici della missione Mars InSight della NASA ha rivelato un paio di sorprese.

La prima sorpresa è che i primi 300 metri del sottosuolo sotto il sito di atterraggio vicino all’equatore marziano contengono poco o niente ghiaccio.

Abbiamo scoperto che la crosta di Marte è debole e porosa. I sedimenti non sono ben cementati. E non c’è ghiaccio o c’è poco ghiaccio che riempie gli spazi dei pori“, ha dichiarato il geofisico Vashan Wright dello Scripps Institution of Oceanography dell’Università della California San Diego.

Wright e tre coautori hanno pubblicato la loro analisi su Geophysical Research Letters.

Questi risultati non escludono che ci possano essere granelli di ghiaccio o piccole sfere di ghiaccio che non cementano altri minerali“, ha detto Wright. “La domanda è: quanto è probabile che il ghiaccio sia presente in quella forma?“.

La seconda sorpresa contraddice un’idea di fondo su cosa sia successo all’acqua su Marte. Il pianeta rosso potrebbe aver ospitato oceani d’acqua all’inizio della sua storia.

Molti esperti sospettano che gran parte dell’acqua sia diventata parte dei minerali che compongono il cemento sotterraneo.

Se si mette l’acqua a contatto con le rocce, si produce una nuova serie di minerali, come l’argilla, quindi l’acqua non è più un liquido. Fa parte della struttura minerale“, ha dichiarato il coautore dello studio Michael Manga dell’Università della California Berkeley. “C’è del cemento, ma le rocce non sono piene di cemento”.

L’acqua può anche entrare nei minerali che non agiscono come cemento. Ma il sottosuolo non cementato rimuove un modo per preservare una traccia di vita o di attività biologica“, ha detto Wright. I cementi, per loro natura, tengono insieme rocce e sedimenti, proteggendoli dall’erosione distruttiva.

La mancanza di sedimenti cementati suggerisce una scarsità d’acqua nei 300 metri sotto il sito di atterraggio di InSight, vicino all’equatore. La temperatura media inferiore allo zero all’equatore di Marte significa che le condizioni sarebbero abbastanza fredde da congelare l’acqua, se fosse presente.

Molti scienziati planetari, tra cui Manga, hanno a lungo sospettato che il sottosuolo marziano fosse pieno di ghiaccio. I loro sospetti si sono dissolti. Tuttavia, ai poli marziani rimangono grandi calotte di ghiaccio e ghiacci al suolo.

Come scienziati, ora ci troviamo di fronte ai migliori dati, alle migliori osservazioni. E i nostri modelli hanno previsto che a quella latitudine dovrebbe esserci ancora terreno ghiacciato con falde acquifere sottostanti“, ha detto Manga, professore e presidente di Scienze della Terra e del Pianeta alla UC Berkeley.

La sonda InSight è atterrata nel 2018 su Elysium Planitia, una pianura liscia e piatta vicino all’equatore marziano. Tra i suoi strumenti c’è un sismometro che misura le vibrazioni causate dai terremoti marziani e dalla caduta di meteoriti.

Gli scienziati possono collegare queste informazioni a un’enorme massa di conoscenze sulla superficie, comprese le immagini delle forme del suolo marziano e i dati sulla temperatura. I dati di superficie suggeriscono che il sottosuolo potrebbe essere costituito da rocce sedimentarie e colate laviche. Tuttavia, il team ha dovuto tenere conto delle incertezze sulle proprietà del sottosuolo, come la porosità e il contenuto di minerali.

Le onde sismiche dei marsquakes forniscono indizi sulla natura dei materiali che attraversano. I possibili minerali cementanti, come calcite, argilla, caolinite e gesso, influenzano le velocità sismiche. Il team di Wright della Scripps Oceanography ha applicato una modellazione computerizzata della fisica delle rocce per interpretare le velocità derivate dai dati di InSight.

Abbiamo eseguito i nostri modelli 10.000 volte ciascuno per incorporare le incertezze nelle nostre risposte“, ha detto il co-autore Richard Kilburn, uno studente laureato che lavora nel laboratorio di tettonorockfisica di Scripps guidato da Wright. Le simulazioni che mostrano una sottosuperficie composta principalmente da materiale non cementato si adattano meglio ai dati.

Gli scienziati vogliono sondare il sottosuolo perché, se su Marte esiste la vita, è lì che si troverebbe. Non c’è acqua liquida sulla superficie e la vita nel sottosuolo sarebbe protetta dalle radiazioni. Dopo una missione di ritorno dei campioni, una priorità della NASA per il prossimo decennio è il concetto di missione Mars Life Explorer. L’obiettivo è quello di perforare la crosta marziana per due metri ad alta latitudine per cercare la vita dove si incontrano ghiaccio, roccia e atmosfera.

È già allo studio la proposta di una missione robotica internazionale Mars Ice Mapper, per aiutare la NASA a identificare i potenziali obiettivi scientifici delle prime missioni umane su Marte. L’Oceanografia Scripps aiuta a preparare i giovani scienziati a contribuire a queste missioni.

Per tutta la mia vita, crescendo, ho sentito dire che la Terra potrebbe diventare inabitabile“, ha detto il coautore dello studio Jhardel Dasent, un altro studente laureato nel laboratorio che Wright dirige. “Ora ho un’età in cui posso contribuire a produrre la conoscenza di un altro pianeta che potrebbe portarci lì“.

Questa ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation, dalla NASA e dal programma CIFAR Earth 4D.

Fonte