Sebbene un tempo Marte potesse assomigliare alla Terra, il roccioso Pianeta Rosso appare oggi tutt’altro che ospitale. Tuttavia, alcuni dettagli – come la presenza di ghiaccio – stuzzicano la curiosità dei ricercatori. Proprio come sulla Terra, il ghiaccio marziano custodisce preziose testimonianze del clima passato, in grado di rivelare se il pianeta ospiti, o abbia mai ospitato, forme di vita. A eccezione delle regioni polari, dove il ghiaccio è talvolta esposto, la maggior parte del ghiaccio marziano giace sepolta sotto uno strato superficiale di polvere. La polvere influisce sul clima scurendo il ghiaccio e modificando così la quantità di luce solare riflessa nello spazio. Uno studio dell’Università di Washington, pubblicato sulla rivista npj Space Exploration, dimostra che il Polo Nord di Marte contiene meno polvere di quanto gli scienziati avessero ipotizzato.
“Sappiamo che nell’area circostante il Polo Nord di Marte è presente ghiaccio d’acqua, ma vi è sempre stato un notevole disaccordo sul grado di polverosità di tale ghiaccio”, ha affermato Aditya Khuller, ricercatore senior presso l’Applied Physics Laboratory dell’Università di Washington. “Se il ghiaccio è più polveroso, risulta più scuro. Proprio come una maglietta scura esposta al sole trattiene più calore, il ghiaccio polveroso si riscalda maggiormente e sublima più rapidamente su Marte”.
Metodi sperimentati sulla Terra applicati al ghiaccio marziano
Gran parte delle nostre conoscenze sull’evoluzione climatica terrestre nel corso dei millenni deriva dal campionamento del ghiaccio. Gli scienziati perforano in profondità le calotte polari per estrarre lunghi cilindri di ghiaccio che conservano una traccia dell’atmosfera locale. Analogamente agli anelli di accrescimento degli alberi, queste testimonianze possono essere datate, permettendo di risalire ad epoche remote della storia terrestre. Si tratta di un’operazione complessa già sulla Terra; su Marte, la sfida è ancora più ardua.
La NASA ha celebrato il 50° anniversario della sua prima missione riuscita su Marte. Nel 2008, la missione Mars Phoenix ha prelevato con successo campioni di ghiaccio nei pressi del Polo Nord, segnando un importante successo dopo la perdita del Polar Lander vicino al Polo Sud nel 1999. Per condurre questo studio, i ricercatori dell’Università di Washington hanno utilizzato i dati della missione Mars Phoenix integrandoli con le osservazioni effettuate dai satelliti in orbita. Alcuni anni fa, Khuller aveva individuato un’incongruenza nelle metodologie utilizzate dai ricercatori per analizzare le proprietà fisiche del ghiaccio su Marte. L’approccio principale era stato sviluppato per studiare il suolo lunare, ma quando Khuller ne verificò l’accuratezza sulla Terra, i risultati apparvero incongruenti.
In questo studio, Pari Mohan, neolaureata in geoscienze presso la UW, ha collaborato con Khuller per rieseguire i calcoli utilizzando un metodo diverso. Il loro metodo si basa su un approccio sviluppato da Steve Warren, professore emerito di scienze della Terra e dello spazio alla UW ed esperto nell’analisi di neve e ghiaccio. “I suoi metodi sono stati utilizzati con successo per decenni nello studio di neve e ghiaccio sulla Terra. Ho pensato quindi che sarebbe stato interessante adattare questi metodi, già sperimentati sul nostro pianeta, a Marte”, ha affermato Khuller.
Ghiaccio più puro sotto la brina stagionale
I risultati suggeriscono che il Polo Nord sia stratificato “come un sandwich gelato“, con strati di ghiaccio più ricco di polvere alternati a strati di ghiaccio più puro. Ogni inverno, sopra il ghiaccio si forma uno strato di brina polverosa che scompare in estate, rivelando ghiaccio più antico e puro. Stime precedenti indicavano che lo strato superficiale di ghiaccio polare contenesse fino al 25% di polvere in massa, mentre questo studio suggerisce una percentuale più vicina al 3%. “Osservando come variava la luminosità nel tempo, abbiamo capito che in inverno si forma uno strato di brina più ricca di polvere. Durante l’estate marziana questa scompare, esponendo ghiaccio più puro e antico”, ha spiegato Khuller.
Questi strati racchiudono dettagli fondamentali sul clima di Marte di migliaia di anni fa, epoca in cui si ritiene che il ghiaccio si sia formato a seguito di nevicate. Marte è soggetto a imponenti ere glaciali che hanno depositato ghiaccio superficiale su circa un terzo del pianeta. La Terra è stabilizzata dall’attrazione gravitazionale della sua Luna. Marte, disponendo solo di due piccole lune, “oscilla in modo marcato“, ha affermato Khuller, causando così queste drastiche ere glaciali.
Ghiaccio ricco di polvere come potenziale habitat
In uno studio precedente, Khuller e colleghi avevano ipotizzato che gli strati di polvere e ghiaccio potessero creare condizioni favorevoli alla vita su Marte. Gli strati più scuri potrebbero contribuire a trattenere la luce solare e a formare sacche di acqua di fusione all’interno del ghiaccio. Tali sacche, arricchite dai nutrienti presenti nella polvere, potrebbero potenzialmente ospitare batteri e forme di vita primitive. Simili sacche di acqua di fusione poco profonde e polverose, presenti nel ghiaccio terrestre, pullulano spesso di vita durante l’estate. In inverno, l’acqua liquida gela e i microbi entrano in uno stato di quiescenza fino all’estate successiva. “È interessante il fatto che sia Marte che la Terra presentino questi strati simili di ghiaccio d’acqua e polvere”, ha affermato Khuller. “Perché un pianeta ospita la vita e l’altro no?”
Scoprire dettagli sul clima rappresenta un passo avanti significativo, ma rispondere a questa domanda potrebbe richiedere anni. Khuller spera di ampliare la ricerca applicando questi metodi perfezionati ad altre regioni del Pianeta Rosso.
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