Dall’inizio delle operazioni scientifiche nel 2004, Mars Express ha fornito viste mozzafiato di Marte in tre dimensioni. Ha fornito la mappa più completa della composizione chimica dell’atmosfera, ha studiato Phobos, la luna più interna di Marte, con un dettaglio senza precedenti e ha tracciato la storia dell’acqua in tutto il mondo, dimostrando che Marte un tempo ospitava condizioni ambientali che avrebbero potuto essere adatte alla vita. Ora, le informazioni che la sonda ha fornito all’Esa potrebbero aiutare gli scienziati a scoprire ulteriori indizi sulla quantità e sulla distribuzione dell’acqua nascosta nel sottosuolo del “pianeta rosso”:
“I riflettori del sottosuolo nei dati dell’ecoscandaglio radar dello strumento Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding a bordo della navicella spaziale Mars Express indicano contrasti dielettrici significativi tra gli strati nella formazione marziana Medusae Fossae (MFF). Grandi cambiamenti di densità che creano contrasti dielettrici sono meno probabili nei depositi di cenere vulcanica, sedimenti eolici e polvere, e i modelli di compattazione mostrano che il materiale omogeneo a grana fine non può facilmente tenere conto della densità dedotta e della costante dielettrica dove i depositi sono più di un chilometro. spesso. La presenza di riflettori sotterranei è coerente con una struttura multistrato di una calotta povera di ghiaccio sopra un’unità ricca di ghiaccio, analoga ai depositi stratificati polari marziani. Il volume di una componente ricca di ghiaccio lungo l’intero QFP al di sotto di una copertura secca di 300–600 m corrisponde a uno strato equivalente globale di acqua compreso tra ∼1,5 e ∼2,7 m o ∼30%–50% del totale stimato nel Polo Nord berretto” – si legge nel testo di uno studio scientifico, pubblicato online nel gennaio del 2024. Lo strumento Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding (MARSIS) a bordo della navicella spaziale Mars Express dell’Agenzia spaziale europea (Picardi et al., 2005 ) ha sondato con successo i depositi stratificati del polo nord (NPLD) e i depositi stratificati del polo sud (SPLD) ricchi di ghiaccio:
Il lavoro si basa su nuovi dati raccolti con il radar MARSIS, uno dei due strumenti a bordo di Mars Express forniti dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), progettato da Sapienza Università di Roma con la partecipazione del Jet Propulsion Laboratory della NASA e dell’Università dell’Iowa, negli Stati Uniti, e gestito dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). I dati mostrano che i depositi nella regione di Medusae Fossae si estendono fino a 3,7 chilometri nel sottosuolo del Pianeta rosso, una profondità ancora maggiore di quanto stimato dalle osservazioni precedenti. Il segnale è consistente con quanto ci si aspetta dal ghiaccio stratificato ed è simile a quello rilevato nei pressi delle calotte polari di Marte, che sono ricche di ghiaccio. Si tratta del più grande deposito di acqua mai rilevato in questa porzione del pianeta: se si sciogliesse, potrebbe coprire la superficie di Marte con uno strato d’acqua profondo da 1,5 a 2,7 metri. Sulla Terra, una simile massa di acqua sarebbe sufficiente a riempire il Mar Rosso. I risultati della ricerca, guidata da Thomas Watters della Smithsonian Institution, sono stati pubblicati sulla rivista Geophysical Research Letters.
La regione di Medusae Fossae si trova al confine tra le pianure e gli altopiani che caratterizzano la geologia di Marte. Comprende formazioni scolpite dal vento, alte diversi chilometri, che si estendono per centinaia di chilometri e rappresentano uno dei depositi di polvere più vasti del pianeta. Per questo, dalle prime osservazioni di Mars Express, non era stato possibile confermare con certezza la presenza di ghiaccio: poteva infatti trattarsi di grandi accumuli di polvere spinta dal vento, oppure di cenere vulcanica o sedimento.
“È qui che entrano in gioco i nuovi dati del radar MARSIS”, spiega in un comunicato diffuso online dall’Agenzia Spaziale Italiana (Asi) Andrea Cicchetti, ricercatore INAF e co-autore del nuovo studio. “Data la sua profondità, se la formazione di Medusae Fossae fosse semplicemente un gigantesco mucchio di polvere, ci aspetteremmo che si compattasse sotto il suo stesso peso. Ciò creerebbe qualcosa di molto più denso rispetto a quello che effettivamente vediamo con MARSIS. Abbiamo provato a modellare il comportamento dei diversi materiali privi di ghiaccio, ma nessuno di essi riproduce le proprietà osservate: c’è bisogno del ghiaccio”.
“Lo studio appena pubblicato sarà di cruciale importanza per pianificare le prossime missioni spaziali dirette verso Marte” commenta Eleonora Ammannito ricercatrice dell’Agenzia Spaziale Italiana. “È sempre più evidente, infatti, la necessità di fare uno studio di dettaglio di tutta l’immediata sotto-superficie di Marte per verificare se il caso del deposito di ghiaccio sotto le Medusae Fossae sia isolato oppure se sia uno scenario che si verifica anche in altri punti del pianeta. Proprio per questo motivo l’ASI, insieme alla CSA, la NASA e la JAXA stanno studiano un concetto di missione “Ice Mapper” che ha l’unico obiettivo di fare una mappatura del ghiaccio sotto-superficiale. Queste informazioni serviranno sia per una rivisitazione dei modelli evolutivi attualmente esistenti sia per supportare lo sviluppo delle missioni umane sulla superficie di Marte che dovranno necessariamente fare affidamento su depositi di ghiaccio in zona equatoriale”.
Secondo il nuovo studio, il deposito consiste di strati di polvere e ghiaccio, il tutto sormontato da uno strato protettivo di polvere secca o cenere spesso diverse centinaia di metri. Oggi Marte è un pianeta dall’aspetto arido, ma la sua superficie è ricca di segni dell’acqua che un tempo era abbondante. Presenta inoltre notevoli riserve di ghiaccio d’acqua, come le calotte polari. Eppure una riserva di ghiaccio estesa come quella appena scoperta non avrebbe potuto formarsi nel clima attuale del pianeta, ma deve risalire a un’epoca climatica precedente. Se i risultati di questo studio saranno confermati, bisognerà aggiornare la nostra comprensione della storia del clima di Marte.
L’estensione e la posizione dei depositi ghiacciati nell’area di Medusae Fosse li renderebbero molto interessanti per l’esplorazione umana di Marte in futuro. Le missioni spaziali dovranno atterrare vicino all’equatore del pianeta, lontano dalle calotte polari ricche di ghiaccio o dai ghiacciai ad alta latitudine, e avranno bisogno dell’acqua come risorsa, quindi trovare ghiaccio in questa regione è praticamente essenziale per eventuali future missioni umane sul Pianeta Rosso. Purtroppo i depositi identificati in questo studio sono coperti da centinaia di metri di polvere, dunque inaccessibili almeno per i prossimi decenni. Tuttavia conoscere la distribuzione del ghiaccio sulla superficie odierna di Marte aiuta i ricercatori a comprendere sempre meglio dove scorreva l’acqua in passato e dove può essere trovata oggi. Al contempo, un’altra ricerca – quello dello scienziato planetario Ali Bramson della Purdue University – sta gettando le basi per la futura esplorazione extraterrestre. Si concentra sulla ricerca di depositi di ghiaccio sotto le superfici aride della Luna e di Marte, che forniscono una risorsa sepolta importante per i futuri habitat umani e persino per i viaggi spaziali stessi. Il ghiaccio del sottosuolo è anche un obiettivo interessante per la ricerca in astrobiologia, climatologia e geologia.
Bramson sta continuando il lavoro iniziato su Marte attraverso il progetto Subsurface Water Ice Mapping della NASA. L’analisi radar della navicella spaziale in orbita attorno a Marte ha sondato sotto la superficie del pianeta, alla ricerca di indicatori di dove è probabile che si trovi il ghiaccio sul pianeta. Nel progetto sono stati utilizzati anche dati provenienti dalla spettrografia e dalle immagini visive. “Possiamo vedere il ghiaccio sulla superficie ai poli di Marte, e stiamo iniziando a capire quanto è sepolto sotto il sottosuolo anche a latitudini più basse”, ha detto Bramson, assistente professore presso il Dipartimento di Terra, Atmosfera e Planetaria. Scienze presso il College of Science della Purdue University . “Ma non abbiamo ancora una buona comprensione di quanto ghiaccio potrebbe esserci nel sottosuolo della Luna”. Le scoperte di Bramson offriranno le prime idee su dove potrebbero essere localizzati i futuri habitat sia sulla Luna che su Marte, in termini di utilizzo da parte degli astronauti e di capacità di viaggio; l’acqua può essere utilizzata come parte del carburante per i razzi.
Fonti:
- https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023GL105490
- https://www.asi.it/2024/01/ce-del-ghiaccio-sepolto-allequatore-di-marte/
- https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2024/Q2/what-lies-beneath-mars-subsurface-ice-could-be-a-key-to-sustaining-future-habitats-on-other-planets.html
- https://science.jpl.nasa.gov/projects/marsis/
- https://sci.esa.int/documents/33745/35957/1567254616449-PicardiWeb.pdf
#marte #acqua #esa #astronomia #scienza #vita
