Geologia marziana: le ultime foto di Curiosity

Il rover Curiosity è impegnato in questi giorni nell’analisi delle rocce argillose del Glen Torridon, una regione del Monte Sharp particolarmente interessante, dal punto di vista scientifico. L’acqua potrebbe aver giocato un ruolo chiave nella formazione di questa distesa di argilliti, che sono forse il prodotto dei sedimenti nell’antico letto di un lago, finiti sul fondo e trasformati dal tempo in formazioni simili a ciottoli.

I ricercatori del Planetary Science Institute (Arizona) hanno riprodotto in laboratorio piccoli ecosistemi simil-marziani, in cui alcuni microrganismi sono stati messi a stretto contatto con rocce argillose per 195 giorni. Nutrendosi delle argille, gli estremofili sono sopravvissuti e hanno continuato a produrre metano, un gas che si ritiene di avere rilevato sul Pianeta Rosso, e che potrebbe essere il prodotto di una attività microbica (ma anche il frutto di naturali processi geologici: per adesso non siamo in grado di stabilirne l’origine).

curiosity-mount-sharp
Le pendici del Monte Sharp fotografate dal rover Curiosity.

L’esperimento in Arizona suggerisce che anche forme di vita microbiche potrebbero esalare questo gas: la sfida, adesso, è riuscire a vederle. In laboratorio è facile, con un microscopico elettronico a scansione, ma non è uno strumento che può essere trasportato dalle nostre sonde. Così, se anche il rover dovesse imbattersi nella vita microbica marziana, potrebbe non riconoscerla.

Sulla presenza di metano su Marte è arrivata proprio in questi giorni una conferma importante. Il 15 giugno 2013 Curiosity “annusò” uno sbuffo di metano salire da un punto a est del cratere Gale. In più, una nuova analisi pubblicata su Nature Geoscience rivela che il 16 giugno 2013, anche la sonda dell’ESA Mars Express individuò un’emissione di metano nello stesso punto.

L’emissione ha forse origine da depositi di gas presenti nel ghiaccio. È la prima volta che tracce di metano sono rilevate da due diversi strumenti, nello stesso momento e nello stesso luogo… Questo dovrebbe significare che il metano c’è, effettivamente (pur senza conoscerne la fonte), tuttavia attorno a questi dati si sta ancora discutendo: forse presto arriveranno nuove notizie.

L’analisi dei minerali argillosi potrebbe svelare qualcosa del passato di Marte: un mondo meno arido di oggi, nel quale fu forse anche possibile la vita – e se è così, la zona di Glen Torridon potrebbe essere la migliore in cui cercare. Il rover Curiosity ha spedito due foto scattate il 1° novembre da un’area di interesse geologico su Marte, nel Cratere Gale: dietro il rover, il deserto montuoso del Pianeta Rosso.

Una strada vuota sullo sfondo, incorniciata da rilievi montuosi. Sembra una foto scattata dal lunotto dell’auto in un viaggio di ritorno, soltanto che i paesaggi in questione non sono terrestri: Curiosity ha acquisito questa immagine con la sua Right Navigation Camera B l’1 novembre, il Sol 2573 su Marte, mentre si dirigeva verso la sua prossima area di lavoro – una superficie inclinata alla base del Monte Sharp chiamata Central Butte.

Curiosity Marte
L’orizzonte marziano dal cratere Gale.

Quella che vedete è la veduta in bianco e nero del panorama che si è lasciato alle spalle: l’orizzonte marziano incorniciato dal bordo del Cratere Gale, un buco di 154 km di diametro formato da un antico impatto meteoritico. In primo piano nella foto in apertura si notano le dolci pendici del Central Butte, le cui rocce sedimentarie (inquadrate meglio qui sotto) conservano indizi importanti sull’acqua che nel passato bagnava questa regione.

Curiosity Marte
Le rocce del Central Butte ai piedi del rover, fotografate il 1 novembre

Curiosity analizzerà le diverse unità stratigrafiche – gli strati di roccia sovrapposti riconducibili a diversi eventi geologici – per restituire nuove informazioni sulla storia climatica di Marte. Dalla sua postazione privilegiata scatterà anche immagini della cima della collina del Central Butte, troppo difficile da scalare direttamente. Dopo il lungo addio di Opportunity, il rover è rimasto il solo a muoversi sulla superficie marziana: il lander InSight, la talpa che sta perforando il suolo marziano per misurarne la temperatura, è infatti statico.

Che cosa può vivere nei laghi di Marte?

Dopo la storica scoperta del lago di acqua salata sotto la superficie di Marte, gli esperti stanno fantasticando sulle creature viventi che potremmo incontrare in un luogo tanto ostile alla vita. A darci validi indizi è una categoria di esseri viventi terrestri: gli estremofili, ovvero creature che vivono negli ambienti più estremi. Un tempo Marte era coperto d’acqua liquida e (in teoria) poteva essere pieno di vita. Oggi sappiamo che un po’ di quell’acqua è rimasta, ma è difficile immaginarsela piena di pesci. Soprattutto considerando che l’acqua in questione si trova a 1,5 km di profondità, nei pressi del polo sud marziano.

Se fossero teletrasportati in quel lago, quasi tutti gli animali terrestri morirebbero all’istante – anche a causa della temperatura di -70°C. I pochi superstiti, come i vermi in grado di sopravvivere al freddo artico, perirebbero invece per l’elevata salinità. Senza contare la mancanza della complessa catena alimentare in grado di sfamare i grandi organismi.

Curiosity Marte
In questi giorni il rover Curiosity perforerà per la 14ma volta una roccia marziana. Nel frattempo ha inviato a Terra affascinanti immagini del mondo di cui è circondato| JPL/NASA

Ci sono però esseri viventi microscopici in grado non solo di sopravvivere a temperature glaciali, ma addirittura di prosperare circondati da una quantità di sale tossica per molti altri. Si tratta degli alofili, letteralmente, “amanti del sale”. Molti alofili sono estremamente resistenti sia ai raggi UV, sia al freddo estremo. Alcuni – e tra questi il fungo Aspergillus penicillioides, il batterio Halanaerobium e gli archeobatteri – sono i terrestri favoriti in una gara di sopravvivenza nella salatissima acqua marziana. Tuttavia, anche se intuiamo che il lago marziano è estremamente salato (altrimenti l’acqua si ghiaccerebbe), non possiamo sapere quale tipo di sale contiene. Un dettaglio non da poco: alcuni sali possono impedire il funzionamento di proteine, membrane e altri sistemi da cui dipende la vita.

Mentre sulla Terra abbonda il “sale da cucina”, sul Pianeta Rosso sono comuni i solfati, che alla vita che conosciamo non fanno bene. Il cloruro di magnesio e i perclorati potrebbero dare una spinta in più alla vita, favorendo l’attività cellulare, ma, probabilmente, non abbastanza. Molecole organiche su Marte: come ci sono arrivate?

Per quanto molte specie terrestri potrebbero probabilmente sopravvivere nell’ambiente chimico del lago marziano, la temperatura non lo consentirebbe: è troppo freddo per permettere il funzionamento delle cellule. Per quello che ne sappiamo il limite è compreso fra i -20 e i -40 °C: al di sotto di questa temperatura, nessun organismo conosciuto è in grado di mantenersi attivo.

marte_polo-sud
Il polo sud di Marte fotografato dalla sonda Mars Express Orbiter: la regione bianca è la calotta di ghiaccio d’acqua e anidride carbonica, di circa 3 km di spessore per 350 km di diametro. I dati radar della sonda hanno rivelato, senza possibilità di errore, una vasta distesa di acqua liquida in profondità.

Tuttavia, se Marte ha mai sviluppato la vita, è qui che ne troveremo le tracce. Nel lago marziano cercheremo dunque microrganismi in “letargo”, e se avremo fortuna dovremo poi anche cercare di distinguere i marziani originali dagli ospiti arrivati dalla Terra a cavallo di un meteorite, di un’aurora o di una sonda spaziale.

Come macchine spente, organismi monocellulari potrebbero essere rimasti per milioni di anni in quella camera di conservazione sotterranea. Ammesso che esistano, l’interruttore per il loro risveglio è un clima più favorevole, che potrebbe riattivare il loro motore della vita e l’inevitabile evoluzione che comporta. Ma questa sarebbe un’altra storia.

Curiosity Marte
Il passato geologico di Marte può essere ricostruito grazie a queste immagini scattate alla base del Monte Sharp. Le valli e gli altopiani (mesas) sono i resti di antichissime pianure di arenarie erose soprattutto dai venti.| JPL/NASA

Dove e come svanisce il metano di Marte

Da una quindicina di anni a questa parte la questione della possibile presenza di una qualche forma di vita su Marte è al centro di molte discussioni, da quando sul Pianeta Rosso è stato rilevato il metano – un gas che può anche essere il prodotto di reazioni chimiche inorganiche, come la serpentinizzazione di alcune rocce, un processo (geologico) di interazione tra acqua, anidride carbonica e minerali come l’olivina. Il metano, però, può anche essere di origine organica: un sottoprodotto della vita, grande o piccola che sia.

La ricerca del metano marziano, però, ha dato risultati contrastanti. I dati della sonda Mars Express e di Curiosity, ad esempio, hanno dimostrato la sua esistenza, tant’è che si è dedotto che avrebbe cicli stagionali, passando da circa 0,24 ppb (part per billions, parti per miliardo) nell’emisfero settentrionale durante l’inverno, a circa 0,65 ppb durante l’estate. Per contro, l’ExoMars Trace Gas Orbiter (il modulo principale della missione ExoMars dell’Esa) ha dimostrato il contrario: a poche centinaia di metri di quota non c’è traccia del gas. Com’è possibile?

Da una parte c’è chi ritiene che la scomparsa del metano avvenga per degradazione fotochimica, ossia per la frantumazione della molecola di metano ad opera delle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole, in un processo che porta alla formazione di anidride carbonica, formaldeide e metanolo. In effetti è un’ipotesi realistica, e tuttavia… non dovrebbe essere così rapida da far scomparire tutto il metano, come mostrano i dati di ExoMars.

Sol 2082: Selfie at Gale Crater. Questo panorama combina 83 esposizioni scattate dal Mars Hand Lens Imager (MAHLI) del rover durante il Sol 2082 del lavoro di Curiosity su Marte (15 giugno 2018). Una tempesta di polvere marziana ha ridotto la luce solare e la visibilità nella posizione del rover nel cratere Gale. Una tempesta di minuscole particelle di polvere ha travolto gran parte di Marte nelle ultime due settimane e ha spinto il rover Opportunity della NASA a sospendere le operazioni scientifiche. Ma in tutto il pianeta, il rover Curiosity della NASA, che ha studiato il suolo marziano al cratere Gale, dovrebbe rimanere in gran parte non influenzato dalla polvere. Mentre Opportunity è alimentato dalla luce solare, che viene cancellata dalla polvere nella sua posizione attuale, Curiosity ha una batteria a energia nucleare che funziona di giorno e di notte. La tempesta di polvere marziana è cresciuta di dimensioni ed è ora ufficialmente un evento polveroso “planetario” (o “globale”).

D’altra parte, secondo i ricercatori dell’Università di Aarhus (Danimarca), non sarebbe solamente una questione di degradazione fotochimica: a disgregare le molecole di metano contribuirebbe anche l’azione del vento solare, capace di trasformarle in metile, metilene e carbyne. Elementi che possono reagire con alcuni minerali presenti nelle rocce marziane, una volta che sono stati ossidati dall’atmosfera del pianeta; inoltre, gli atomi di silicio (presenti in quantità nel plagioclasio) si possono facilmente legare con gli atomi di carbonio che forma il metile derivato dal metano. Questo processo porta a una veloce degradazione del metano, e spiegherebbe perché non lo si rileva a quote di poche centinaia di metri.

Le due mezze risposte, insieme, sembrano portare a una precisa conclusione: è quasi impossibile che esista una qualunque forma di vita sulla superficie del Pianeta Rosso, perché le reazioni tra i derivati del metano e le rocce producono perossidi, superossidi e altre sostanze chimiche estremamente tossiche per gli organismi viventi, batteri compresi. L’ultima parola la diranno, in ogni caso, le prossime missioni della Nasa e dell’Esa, che l’anno prossimo porteranno su Marte nuovi rover con sofisticati sistemi di analisi chimiche.

Curiosity Marte
Particolare del versante di una collina. Si osservano con elevata risoluzione gli strati che formano quest’area. Strati per lo più con uno spessore centimetrico. Alcuni strati mostrano una “stratificazione incrociata” (a sinistra nella parte centrale) indice di venti che hanno spirato con direzioni diverse| JPL/NASA

Nelle acque salate del sottosuolo c’è abbastanza ossigeno per la vita

I “marziani” – sempre che esistano – potrebbero non essere soltanto microbi anaerobici. Le brine salate presenti sotto alla superficie del pianeta sembrano avere ossigeno sufficiente a supportare anche organismi multicellulari e semplici animali come le spugne.

e acque salate che si pensano presenti nel sottosuolo di Marte potrebbero contenere quantità di ossigeno sufficienti a supportare la stessa vita microbica della Terra delle origini. Non solo, in alcune aree sotto alla superficie del Pianeta Rosso, a particolari condizioni di temperatura, pressione e latitudine, potrebbero esserci concentrazioni di ossigeno paragonabili a quelle dei mari terrestri, compatibili con lo sviluppo di organismi pluricellulari e semplici animali come le spugne. Lo stabilisce uno studio della NASA pubblicato su Nature Geoscience. La ricerca aggiunge un importante tassello alle recenti scoperte di depositi di acqua liquida nelle profondità marziane – come quella del Mars Express Orbiter dell’ESA – perché allarga di molto la gamma delle potenziali forme di vita che potrebbero vivere in un ambiente ostile come quello marziano.

Finora infatti si pensava che le irrisorie quantità di ossigeno oggi presenti nella sottile atmosfera marziana fossero insufficienti a sostenere, in superficie, persino la vita microbica. Attorno a Marte, la concentrazione di ossigeno è pari allo 0,14%, contro il 21% dell’atmosfera terrestre. Sul nostro pianeta le prime forme di vita aerobica, cioè bisognose di ossigeno, si sono sviluppate in concomitanza e grazie alla fotosintesi clorofilliana.

Tuttavia, alcuni organismi estremofili sopravvivono in ambienti poveri di ossigeno come le profondità oceaniche o i geyser: ecco perché finora, le ricerche di forme di vita marziane si erano concentrate su eventuali organismi anaerobici sotterranei, o sulle tracce di antichi organismi oggi scomparsi.

Vlada Stamenković  e i colleghi del Jet Propulsion Laboratory in California hanno calcolato quanto ossigeno molecolare potrebbe essere disciolto nelle acque salmastre sotterranee di Marte, considerate alcune variabili che potrebbero influire sulla concentrazione del gas come temperatura, latitudine, concentrazione e natura dei sali disciolti. I calcoli dimostrano che le pur piccole concentrazioni di ossigeno atmosferico potrebbero essere catturate dall’acqua salata subsuperficiale, in punti in cui questa entri a contatto con l’atmosfera.

Le acque con ossigeno molecolare sarebbero distribuite in vari punti profondi del pianeta, ma quelle più ricche del gas si troverebbero in corrispondenza delle più fredde regioni polari, per esempio al Polo sud dove i dati dell’ESA rilevano un lago d’acqua sotterraneo. Qui potrebbero sopravvivere microbi estremofili ma capaci di respirazione aerobica, nonché organismi animali elementari come le spugne. L’analisi è di interesse perché dimostra la possibilità che l’ossigeno sia prodotto anche in assenza di fotosintesi, e perché spiegherebbe anche come si sono formate le rocce rosse ossidate sulla superficie marziana.

Curiosity Marte
In questa immagine si osserva in lontananza il bordo del cratere Gale, all’interno del quale Curiosity sta lavorando dal 2012. In primo piano blocchi precipitati dalle pareti rocciose disgregate dal vento.| JPL/NASA

Che cosa può vivere nei laghi di Marte?

Quale forma di vita potremmo trovare nei laghi salati del sottosuolo del Pianeta Rosso? Aliena o simile agli estremofili terrestri? Dopo la storica scoperta del lago di acqua salata sotto la superficie di Marte, gli esperti stanno fantasticando sulle creature viventi che potremmo incontrare in un luogo tanto ostile alla vita. A darci validi indizi è una categoria di esseri viventi terrestri: gli estremofili, ovvero creature che vivono negli ambienti più estremi. Un tempo Marte era coperto d’acqua liquida e (in teoria) poteva essere pieno di vita.

Oggi sappiamo che un po’ di quell’acqua è rimasta, ma è difficile immaginarsela piena di pesci. Soprattutto considerando che l’acqua in questione si trova a 1,5 km di profondità, nei pressi del polo sud marziano. Se fossero teletrasportati in quel lago, quasi tutti gli animali terrestri morirebbero all’istante – anche a causa della temperatura di -70°C. I pochi superstiti, come i vermi in grado di sopravvivere al freddo artico, perirebbero invece per l’elevata salinità. Senza contare la mancanza della complessa catena alimentare in grado di sfamare i grandi organismi.

Ci sono però esseri viventi microscopici in grado non solo di sopravvivere a temperature glaciali, ma addirittura di prosperare circondati da una quantità di sale tossica per molti altri. Si tratta degli alofili, letteralmente, “amanti del sale”. Molti alofili sono estremamente resistenti sia ai raggi UV, sia al freddo estremo. Alcuni – e tra questi il fungo Aspergillus penicillioides, il batterio Halanaerobium e gli archeobatteri – sono i terrestri favoriti in una gara di sopravvivenza nella salatissima acqua marziana.

Tuttavia, anche se intuiamo che il lago marziano è estremamente salato (altrimenti l’acqua si ghiaccerebbe), non possiamo sapere quale tipo di sale contiene. Un dettaglio non da poco: alcuni sali possono impedire il funzionamento di proteine, membrane e altri sistemi da cui dipende la vita.

La scoperta di acqua salata su Marte a quali deduzioni porta?

Mentre sulla Terra abbonda il “sale da cucina”, sul Pianeta Rosso sono comuni i solfati, che alla vita che conosciamo non fanno bene. Il cloruro di magnesio e i perclorati potrebbero dare una spinta in più alla vita, favorendo l’attività cellulare, ma, probabilmente, non abbastanza. Molecole organiche su Marte: come ci sono arrivate? Per quanto molte specie terrestri potrebbero probabilmente sopravvivere nell’ambiente chimico del lago marziano, la temperatura non lo consentirebbe: è troppo freddo per permettere il funzionamento delle cellule. Per quello che ne sappiamo il limite è compreso fra i -20 e i -40 °C: al di sotto di questa temperatura, nessun organismo conosciuto è in grado di mantenersi attivo.

Tuttavia, se Marte ha mai sviluppato la vita, è qui che ne troveremo le tracce. Nel lago marziano cercheremo dunque microrganismi in “letargo”, e se avremo fortuna dovremo poi anche cercare di distinguere i marziani originali dagli ospiti arrivati dalla Terra a cavallo di un meteorite, di un’aurora o di una sonda spaziale.

Come macchine spente, organismi monocellulari potrebbero essere rimasti per milioni di anni in quella camera di conservazione sotterranea. Ammesso che esistano, l’interruttore per il loro risveglio è un clima più favorevole, che potrebbe riattivare il loro motore della vita e l’inevitabile evoluzione che comporta. Ma questa sarebbe un’altra storia.

Curiosity Marte
Un’immagine della regione “Murray Buttes”. I “butte” sono colline isolate dai lati molti inclinati e con una cima piatta. Sono strutture simili alle mesas e ai plateau, ma molto più piccole. Qui ne vediamo due, con alla base una grande quantità di sabbia originata dall’erosione eolica.| JPL/NASA

Marte: nelle acque salate del sottosuolo c’è abbastanza ossigeno per la vita

I “marziani” – sempre che esistano – potrebbero non essere soltanto microbi anaerobici. Le brine salate presenti sotto alla superficie del pianeta sembrano avere ossigeno sufficiente a supportare anche organismi multicellulari e semplici animali come le spugne.

Le acque salate che si pensano presenti nel sottosuolo di Marte potrebbero contenere quantità di ossigeno sufficienti a supportare la stessa vita microbica della Terra delle origini. Non solo, in alcune aree sotto alla superficie del Pianeta Rosso, a particolari condizioni di temperatura, pressione e latitudine, potrebbero esserci concentrazioni di ossigeno paragonabili a quelle dei mari terrestri, compatibili con lo sviluppo di organismi pluricellulari e semplici animali come le spugne. Lo stabilisce uno studio della NASA pubblicato su Nature Geoscience. La ricerca aggiunge un importante tassello alle recenti scoperte di depositi di acqua liquida nelle profondità marziane – come quella del Mars Express Orbiter dell’ESA – perché allarga di molto la gamma delle potenziali forme di vita che potrebbero vivere in un ambiente ostile come quello marziano.

Finora infatti si pensava che le irrisorie quantità di ossigeno oggi presenti nella sottile atmosfera marziana fossero insufficienti a sostenere, in superficie, persino la vita microbica. Attorno a Marte, la concentrazione di ossigeno è pari allo 0,14%, contro il 21% dell’atmosfera terrestre. Sul nostro pianeta le prime forme di vita aerobica, cioè bisognose di ossigeno, si sono sviluppate in concomitanza e grazie alla fotosintesi clorofilliana. Tuttavia, alcuni organismi estremofili sopravvivono in ambienti poveri di ossigeno come le profondità oceaniche o i geyser: ecco perché finora, le ricerche di forme di vita marziane si erano concentrate su eventuali organismi anaerobici sotterranei, o sulle tracce di antichi organismi oggi scomparsi.

Vlada Stamenković  e i colleghi del Jet Propulsion Laboratory in California hanno calcolato quanto ossigeno molecolare potrebbe essere disciolto nelle acque salmastre sotterranee di Marte, considerate alcune variabili che potrebbero influire sulla concentrazione del gas come temperatura, latitudine, concentrazione e natura dei sali disciolti. I calcoli dimostrano che le pur piccole concentrazioni di ossigeno atmosferico potrebbero essere catturate dall’acqua salata subsuperficiale, in punti in cui questa entri a contatto con l’atmosfera.

Le acque con ossigeno molecolare sarebbero distribuite in vari punti profondi del pianeta, ma quelle più ricche del gas si troverebbero in corrispondenza delle più fredde regioni polari, per esempio al Polo sud dove i dati dell’ESA rilevano un lago d’acqua sotterraneo. Qui potrebbero sopravvivere microbi estremofili ma capaci di respirazione aerobica, nonché organismi animali elementari come le spugne. L’analisi è di interesse perché dimostra la possibilità che l’ossigeno sia prodotto anche in assenza di fotosintesi, e perché spiegherebbe anche come si sono formate le rocce rosse ossidate sulla superficie marziana.

Curiosity Marte
Sembra la base di alcune montagne dolomitiche. Livelli di strati erosi sono precipitati dalla parete formatasi miliardi di anni fa.| JPL/NASA

Dalla Nasa: grandi quantità di materia organica complessa su Marte

Si tratta di materia organica, che non significa necessariamente “vita”: gli indizi sono interessanti, ma l’origine potrebbe anche essere inorganica. Due ricerche appena annunciate dalla Nasa e pubblicate su Science confermano l’esistenza di materia organica complessa su Marte.

Nel primo studio, Christopher Webster (JPL, Nasa), sulla base dei dati raccolti dal rover Curiosity (su Marte dal 2012), dimostra che il metano è presente nell’atmosfera marziana e che la sua concentrazione subisce forti variazioni con il variare delle stagioni (Webster segue da tempo questo filone di ricerca, vedi Mars methane detection and variability at Gale crater, del 2015). Tracce di metano (CH4) nell’atmosfera erano già state rilevate dalla sonda europea ExoMars: ora Curiosity le ha trovate al suolo. La presenza di metano ha richiamato l’attenzione degli esobiologi perché sulla Terra la maggior parte di tale gas è prodotto da sostanze biologiche, ossia da organismi viventi, e questo può fare pensare a una analoga origine per quello marziano. L’odierno ambiente marziano, però, è molto diverso da quello terrestre e perciò una domanda è d’obbligo, prima di giungere alla conclusione che quel metano sia correlato alla vita: siamo sicuri di avere considerato ed escluso altre possibili origini?

Per fornire elementi per una possibile risposta Curiosity ha “annusato” ripetutamente l’atmosfera del Pianeta Rosso, prelevando e analizzando campioni durante i primi tre anni di esplorazione nel cratere Gale. I dati mostrano che i livelli di metano variano ciclicamente al variare delle stagioni, da 0,24 a 0,65 ppb (parts per billion, parti per miliardo).

Secondo Webster il metano sarebbe inglobato vicino alla superficie all’interno di cristalli di ghiaccio, in strutture chiamate clatrati. Sulla Terra i clatrati, che si trovano soprattutto sulle scarpate oceaniche, sono oggetto di importanti ricerche proprio per lo sfruttamento del metano che inglobano al loro interno (e che sulla Terra è di origine organica): nulla però si è potuto stabilire sull’origine del metano marziano. La variazione stagionale delle temperature farebbe fuoriuscire il metano dai clatrati, in quantità variabili, e questo spiegherebbe perché Curiosity rileva una variazione stagionale nella concentrazione di gas.

ExoMars
ExoMars: metano nell’atmosfera di Marte.

Nel secondo studio Jennifer Eigenbrode (Nasa Goddard Space Flight Center) riporta i risultati delle analisi dei campioni di suolo raccolti da Curiosity tra il 2012 e il 2016. Eigenbrode, che segue questo filone di ricerca dal 2012 (vedi per esempio The Sample Analysis at Mars Investigation and Instrument Suite), rivela che sono stati isolati numerosi composti organici, tra cui tiofene, 2- 3-metiltiofeni, metantiolo e solfuro dimetile. Dati i limiti nella gestione dei campioni all’interno di Curiosity, non è da escludere che queste molecole siano parti residue di molecole ancora più complesse.

Il fatto che molecole organiche antiche anche più di 3 miliardi di anni (quando esisteva un grande lago nel cratere) si siano preservate in sedimenti all’interno del cratere Gale è dovuto – secondo i ricercatori – al fatto che nelle rocce vi è un alto livello di solfuri, che hanno preservato la materia organica. Sappiamo con certezza che se oggi ci fosse vita su Marte, sarebbe a livello batterico e che il suo ecosistema si troverebbe ben al di sotto della superficie: il giorno marziano è infatti caratterizzato da temperature estreme, radiazioni ultraviolette e mancanza di acqua liquida, condizioni piuttosto dure anche per i più estremofili dei batteri.

I risultati dei due recenti studi dimostrano che su Marte esistono molecole che contengono gli elementi base della vita (carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, zolfo, fosforo). Questo non significa automaticamente “organismi viventi”, perché molecole organiche possono essere prodotte anche da reazioni chimiche inorganiche. È invece assolutamente vero il contrario: non c’è vita senza presenza di materia organica. A questo punto si tratta dunque solo di scoprire qual è l’origine di questi elementi.

Un lago di acqua liquida sotto i ghiacci del polo sud di Marte

I dati radar del Mars Express Orbiter rivelano senza possibilità di errore una vasta distesa di acqua liquida in profondità, nella regione del polo sud di Marte. La scoperta è di quelle destinate a entrare nella Storia dell’esplorazione spaziale: c’è un lago di acqua liquida ad appena 1,5 chilometri di profondità sotto alla superficie di Marte! Il Pianeta Rosso è improvvisamente più vicino, e non solamente per i nuovi scenari di colonizzazione.

L'area in prossimità del polo sud marziano dove è stato scoperto il lago. | INAF
L’area in prossimità del polo sud marziano dove è stato scoperto il lago. | INAF

Un articolo pubblicato su Science da un gruppo di ricercatori guidato da Roberto Orosei (INAF, Istituto nazionale di astrofisica) riporta un’analisi dei dati radar raccolti dal Mars Express Orbiter (ESA, Agenzia spaziale europea) e dimostra l’esistenza di un vero e proprio lago d’acqua sotterraneo in prossimità del polo sud marziano.

L’area in prossimità del polo sud marziano dove è stato scoperto il lago. | INAF

È opinione comune e consolidata che, senza acqua, non può esistere alcuna forma di vita – per come la conosciamo. La ricerca della vita, in tracce, presente o passata, passa dunque inevitabilmente dall’acqua – su Marte come su altri pianeti o lune del Sistema Solare. Sulla superficie del nostro vicino di casa, forme riconosciute come letti secchi di fiumi, valli e fondali di quelli che un tempo dovevano essere laghi raccontano di un passato con acqua liquida e abbondante.

Piccole quantità di vapore acqueo nell’atmosfera del pianeta sono l’effetto di ghiaccio d’acqua in superficie, in alcune aree. Gocce di acqua di condensazione salmastra erano state osservate sulle zampe d’appoggio del Phoenix Mars Lander (Nasa, 2007-2008), sceso nella regione della calotta polare settentrionale del pianeta, e le fotografie dalle sonde in orbita hanno più volte mostrato ciò che è stato interpretato come tracce d’acqua fuoriuscita e colata lungo i pendii di alcuni crateri durante l’estate marziana. Corpi stabili di acqua liquida, tuttavia, non erano mai stati trovati.

Gocce di condensa su un zampa della Phoenix (Nasa), scesa in prossimità del polo nord marziano. | NASA
Gocce di condensa su un zampa della Phoenix (Nasa), scesa in prossimità del polo nord marziano. | NASA

«È stato un lavoro di analisi dei dati lungo e difficile», spiega Orose «perché il radar di Mars Express non riesce a ottenere “immagini” ad alta risoluzione. Inoltre, poiché l’orbita della sonda è molto complessa, per ottenere dati significativi del polo sud abbiamo dovuto lavorare per circa tre anni.» Calotte glaciali simili a quelle terrestri esistono su entrambi i poli marziani, composte sia da ghiaccio d’acqua, sia da ghiaccio di anidride carbonica. Più di 30 anni fa Stephen Clifford, del Planetary Science Institute, ipotizzò che l’acqua liquida potesse essere presente sotto le calotte polari di Marte.

Sulla Terra, in Antartide, nonostante la temperatura dell’aria sia quasi sempre al di sotto dei -30 °C, ci sono laghi d’acqua sotto lo spesso manto di ghiaccio: lo spessore fa da isolante, e la pressione porta a valori molto bassi il punto di fusione dell’acqua. Ci sono veri e propri laghi anche sotto quattro chilometri di ghiaccio.

Le onde radar emesse dal Mars Express Orbiter sono riflesse in modo differente dai vari strati del suolo e del sottosuolo. | INAF / ELAB.: LUIGI BIGNAMI
Le onde radar emesse dal Mars Express Orbiter sono riflesse in modo differente dai vari strati del suolo e del sottosuolo. | INAF
C’era l’idea che una situazione simile potesse essere possibile anche sotto alle calotte polari di Marte, perciò gli studi sono stati condotti con analisi radar della superficie del pianeta. Gli strumenti di Mars Express sono in grado di penetrare in profondità nella crosta rocciosa e ghiacciata, e le onde vengono riflesse in modo differente dai diversi strati – roccia, ghiaccio, acqua. Sorvolando ripetutamente la superficie del pianeta si è riusciti a realizzare una mappa di alcune aree del sottosuolo marziano. Quando un’onda radio inviata dal radar di bordo incontra una superficie d’acqua, la riflessione è più intensa rispetto a quella prodotta da rocce o da ghiaccio, e si mostra come un livello estremamente “luminoso” agli occhi degli scienziati.
Tracce di laghi, fiumi e vallate dimostrano che un tempo su Marte doveva esserci acqua liquida. | NASA
Tracce di laghi, fiumi e vallate dimostrano che un tempo su Marte doveva esserci acqua liquida. | NASA

Analizzando i dati di riflessione il team di Orosei ha scoperto l’esistenza di un lago di 20 chilometri di diametro, e questo è – al momento – quasi tutto ciò che sappiamo. «Poiché la risoluzione delle immagini radar che si ottengono non è mai inferiore a diversi chilometri, non è possibile dire molto di più», afferma il ricercatore. «Prima di giungere alla conclusione che là sotto c’è un lago abbiamo preso in considerazione diverse ipotesi, ma questa è l’unica che offre una spiegazione reale e completa a quanto si osserva. La profondità del lago sembra essere di alcuni decimetri, ma è difficile dare un valore preciso perché non riusciamo a definire la posizione del fondale.»

Poiché su Marte le temperature ai poli sono più basse di quelle antartiche, non sono sufficienti il mantello di ghiaccio e la sua pressione per avere acqua liquida a un chilometro e mezzo di profondità. C’è però un elemento in più rispetto all’ambiente polare della Terra: le grandi quantità di sali disciolti nell’acqua. Sulla superficie del pianeta sono stati trovati sali di sodio, magnesio e calcio, che possono portare il punto di fusione dell’acqua a -74 °C. Le gocce di condensa apparse sulle zampe della Phoenix vennero spiegate proprio con la grande quantità di sali in superficie. Adesso si spera, per il futuro, di poter avere dati ancor più dettagliati di quelli oggi disponibili, per cercare eventuali altri laghi, «dei quali ci sono indizi», afferma Orosei: «è anche possibile che ci siano corsi d’acqua collegano i laghi tra loro».

Le striature più scure sono interpretate come un segno della fuoriuscita di acqua dal sottosuolo anche in tempi recenti. | NASA
Le striature più scure sono interpretate come un segno della fuoriuscita di acqua dal sottosuolo anche in tempi recenti. | NASA

Anche in questo caso si può fare un paragone con l’Antartide: sotto i ghiacci ci sono decine di laghi, alcuni appunto collegati da fiumi. In quelle acque, i sondaggi hanno rivelato forme di vita che si sono sviluppate milioni di anni fa, sopravvissute in profondità, isolate dal resto del mondo e da tutti ii cambiamenti avvenuti in superficie. L’ultima coltre glaciale polare su Marte si è formata alcune decine di milioni di anni fa: se una qualche forma di vita esiste là sotto, potrebbe risalire a tempi lontanissimi. Se un tempo lontano Marte permise la nascita della vita, quell’acqua e quei laghi potrebbero averla protetta e conservata fino a oggi.

Lascia una recensione

avatar

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.

  Subscribe  
Notificami