Le scoperte dei rover offrono uno scorcio dell’antico paesaggio marziano


La geologa del CU Boulder Lisa Mayhew è tra gli scienziati che lavorano per ricreare la storia di un antico paesaggio che non sembrerebbe fuori posto nello Utah, solo che questo terreno si trova su Marte a milioni di chilometri dalla Terra.

Mayhew fa parte del team scientifico della missione Mars 2020 della NASA, guidata dal Jet Propulsion Laboratory nel sud della California. Ad agosto, insieme ai suoi colleghi, ha pubblicato alcuni dei primi risultati dell’esplorazione del Pianeta Rosso da parte del rover Perseverance.

I risultati riguardano il cratere Jezero.

Più di 3 miliardi di anni fa, un grande asteroide colpì Marte, formando questa caratteristica geologica che si estende per quasi 50 chilometri e contiene dune di sabbia e scogliere scoscese. Utilizzando una serie di strumenti scientifici a bordo del rover Perseverance, che ha le dimensioni di un SUV, i ricercatori hanno iniziato a esplorare il passato di questo paesaggio, mostrando come le rocce ignee formino il pavimento del cratere e come l’acqua abbia rimodellato le rocce nel periodo in cui un vasto lago probabilmente riempiva questa regione.

Abbiamo molte informazioni dall’orbita che ci informano su ciò che pensiamo possa essere la geologia, la minerologia e la chimica di Marte“, ha detto Mayhew, ricercatore associato presso il Dipartimento di Scienze Geologiche della CU Boulder. “Ma portare un rover sul posto è uno strumento incredibilmente prezioso per assicurarci di capire effettivamente cosa sta accadendo“.

I nuovi risultati sono un colpo di fortuna per questa macchina intrepida. Il rover Perseverance, di oltre una tonnellata, è atterrato su Marte il 18 febbraio 2021. Da allora, insieme a Mayhew, si è dato da fare. In più di 570 giorni marziani, o “sol”, il rover ha esplorato più di 10 chilometri della superficie del pianeta. I nuovi studi si concentrano sul primo anno di Perseverance, durante il quale il rover ha studiato le formazioni geologiche e le caratteristiche del fondo dei crateri, tra cui due denominati Máaz e Séítah.

Mayhew, che in precedenza aveva studiato solo le rocce sulla Terra, vede la missione come un’occasione per mettere alla prova le sue capacità di geologo e, almeno in modo virtuale, mettere i piedi su un altro mondo.

A volte mi rendo conto di quanto sia assurdo che io faccia quello che faccio“, ha detto. Sono davvero grata di aver avuto l’opportunità di far parte di questo progetto innovativo“.

Scritto nella roccia

Il cratere di Jezero può sembrare secco e polveroso oggi, ma più di 3 miliardi di anni fa sarebbe stato quasi irriconoscibile. Qui, l’acqua che entrava da un’insenatura alimentava un lago che cresceva e si riduceva di dimensioni nel corso degli anni.

Mayhew e i suoi colleghi stanno cercando di ricostruire la cronologia di quel passato più umido.

La prima serie di scoperte del team si concentra su due formazioni geologiche in particolare: Máaz, in Navajo vuol dire “Marte”, un elemento che sembra sovrapporsi al più grande Séítah, in Navajo significa “tra la sabbia“. Per studiare questo terreno, i ricercatori si sono affidati a diversi strumenti a bordo di Perseverance, tra cui SuperCam. Questo strumento girevole si trova in cima al rover e utilizza la luce laser per quantificare gli elementi e identificare i minerali presenti in varie rocce.

Mayhew è coautore di due articoli guidati da Ken Farley del California Institute of Technology e da Roger Wiens del Los Alamos National Laboratory che descrivono il primo anno di Perseverance su Marte.

Gli studi sono stati pubblicati il 25 agosto sulle riviste Science e Science Advances. Altri gruppi di ricerca hanno pubblicato contemporaneamente altri risultati della missione.

Mappa delle regioni geologiche del cratere Jezero, compreso il punto di atterraggio previsto per Perseverance (cerchio verde).

I risultati del gruppo indicano un’origine sorprendente per queste formazioni: Un corpo di roccia calda e fusa potrebbe essere esistito sul fondo del cratere, depositandosi e raffreddandosi in diverse fasi, formando potenzialmente sia Séítah che Máaz. In alternativa, Máaz potrebbe anche essersi formato quando flussi di lava separati si sono spostati nel cratere.

Un’idea è che si sia trattato di un unico corpo di roccia formato dal magma che si è raffreddato nel sottosuolo“, ha detto Mayhew. “Ma un altro modello è che Máaz possa essersi formato separatamente dalla lava che scorre attivamente sulla superficie di Marte“.

Il progetto tocca una questione che ha motivato gran parte della sua decennale carriera: Come fa la vita a ritagliarsi un’esistenza in alcuni dei luoghi più improbabili del nostro pianeta?

Nel 2007 e 2008, Mayhew ha partecipato a crociere di ricerca che hanno raccolto rocce dal fondo degli oceani Pacifico e Atlantico per saperne di più sulla vita microbica nei sistemi idrotermali. Nel 2015 ha partecipato a una crociera di ricerca dell’International Ocean Drilling Program che ha perforato il sottosuolo di un sistema idrotermale per accedere a rocce che reagiscono attivamente.

In questi siti, le rocce reagiscono con l’acqua e producono sostanze chimiche come l’idrogeno gassoso, sostanze nutritive che sostengono vivaci comunità di microbi che, a loro volta, possono sostenere forme di vita più complesse come i crostacei e altri invertebrati.

La mia ricerca si è sempre occupata di come l’acqua altera le rocce e di come questo processo possa sostenere la vita“, ha detto Mayhew.

Una vista ravvicinata della formazione rocciosa di Máaz ripresa dallo strumento SuperCam di Perseverance.

Il ritorno sulla Terra

Per scoprire se le rocce di Jezero possano aver ospitato la vita miliardi di anni fa, Mayhew e i suoi colleghi dovranno osservare molto più da vicino questi pezzi di Marte, al microscopio nei laboratori sulla Terra.

Durante la sua missione, ha spiegato Mayhew, Perseverance utilizzerà un trapano per scavare circa 40 campioni geologici marziani, conservandoli in tubi sigillati. La NASA sta collaborando con l’Agenzia spaziale europea (ESA) a missioni separate che si recheranno su Marte per prelevare 30 di queste provette e riportarle sulla Terra.

Mayhew è uno dei 15 scienziati del team Return Sample Science della missione. Lei e i suoi colleghi lavorano con altri membri del team e con gli operatori di Perseverance per decidere quali rocce il rover deve raccogliere.

Ad oggi, il team ha riempito 13 dei suoi tubi di campionamento, 12 con rocce e uno con un campione di atmosfera, con l’intenzione di raccogliere presto altri campioni di roccia. Il team ha anche sigillato due tubi “testimone” per raccogliere polvere e particelle nell’atmosfera, consentendo ai ricercatori di misurare la contaminazione che potrebbe essere presente durante il processo di campionamento.

Mayhew ha dichiarato che la transizione da geologo terrestre a scienziato che lavora su un mondo alieno è stata dura ma gratificante.

Mi è sembrata una grande curva di apprendimento. Non ho il background che hanno molti altri membri del team, soprattutto quelli che hanno lavorato alle missioni dei rover da quando Opportunity e Spirit sono saliti sul pianeta nei primi anni 2000“, ha spiegato Mayhew. “Cerco costantemente di tenere le orecchie aperte e di imparare da loro“.

Nel marzo 2022, Perseverance ha lasciato il fondo del cratere per quello che potrebbe essere il terreno più emozionante della missione: il delta.

Qui il team raccoglierà le rocce che si sono depositate sul fondo del cratere quando l’acqua scorreva su Marte.

Perseverance e la Mayhew non mostrano segni di cedimento: “È un programma frenetico e dobbiamo continuare a muoverci“.

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