Gli scienziati rimasero sbalorditi quando ricevettero le prime immagini dei canaloni marziani. Lo stupore crebbe ulteriormente quando si accorsero che queste formazioni sembravano cambiare nel tempo. La loro somiglianza con i canaloni terrestri era sorprendente; tuttavia, sulla Terra tali strutture sono generate dallo scorrimento dell’acqua, mentre Marte è troppo freddo e possiede un’atmosfera troppo rarefatta per consentire la presenza di acqua liquida in superficie. Se non era l’acqua a causare questi cambiamenti, di cosa si trattava? Un nuovo studio condotto da Apolline Leclef, dell’Institut d’Astrophysique Spatiale dell’Université Paris-Saclay, e dai suoi colleghi – disponibile sul server di preprint arXiv – suggerisce che la causa risieda probabilmente nella transizione della brina di CO2 verso uno stato fluido.
Lo studio
Per verificare questa ipotesi, gli autori hanno analizzato i dati provenienti da due delle sonde che da più tempo osservano l’ambiente marziano: Mars Express e Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Hanno esaminato le rilevazioni effettuate dallo spettrometro CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) a bordo di MRO e dallo spettrometro OMEGA su Mars Express, concentrandosi però su un sito specifico. Noto come Sisyphi Cavi, questo sistema di profonde depressioni polari si trova in prossimità della calotta glaciale del Polo Sud marziano. Un aspetto fondamentale è che, pur presentando canaloni attivi, l’area si trova ben al di fuori delle latitudini più temperate in cui solitamente si formano tali strutture su Marte.
Confutata l’ipotesi dell’acqua
Il primo passo è stato confutare definitivamente l’ipotesi che i canaloni fossero generati dall’acqua. L’acqua presenta una banda di assorbimento spettrale molto specifica a 1,5 μm. Tale banda risultava completamente assente durante la primavera, quando il ghiaccio di CO2 che ricopre la superficie del pianeta in inverno svanisce. Sono state rilevate tracce di sali e argille – la cui formazione richiede tipicamente la presenza di acqua – ma solo sugli altipiani e sui bordi dei crateri della zona, e non in prossimità dei canaloni stessi. Dunque, è evidente che l’acqua liquida non ne fosse la causa.
L’ipotesi geyser
Ciò ha spinto i ricercatori a prendere in considerazione il successivo possibile responsabile: i geyser. Sulla Terra, associamo i geyser a getti di acqua calda che fuoriescono dal sottosuolo; su Marte, invece, il fenomeno segue un meccanismo diverso, noto come meccanismo dei geyser di Kieffer. Secondo questo meccanismo, le zone di Marte interessate dall’inverno vengono ricoperte da uno strato di ghiaccio secco trasparente. Durante i mesi primaverili, l’aumento della luce solare inizia a riscaldare il suolo scuro sottostante questi strati di ghiaccio trasparenti, provocando la sublimazione di parte della CO2 sottostante.
Alla fine, quando la pressione raggiunge un livello sufficiente, il ghiaccio si spacca ed erompono getti di gas CO2 ad alta velocità, trascinando con sé nubi scure di sabbia e terra. È questo il fenomeno che genera le “macchie scure” osservate dall’orbita dalle fotocamere delle sonde Mars Express e MRO.
I geyser rappresentano certamente un meccanismo plausibile per la formazione dei canaloni. Tuttavia, secondo lo studio, le tempistiche non coincidono. Le macchie scure, segno dell’attività dei geyser, compaiono verso la fine dell’inverno e raggiungono il picco in prossimità dell’equinozio di primavera; l’attività dei canaloni, invece, non inizia prima della metà o della fine della primavera, quando i geyser sono ormai in gran parte inattivi. Sembra quindi che nemmeno i geyser spieghino la formazione di questi canaloni.
L’”effetto air hockey”
Poiché le due teorie principali non concordano con i dati, gli autori ne propongono una terza, chiamata “effetto air hockey“. Chiunque abbia mai giocato ad air hockey sa che una lastra di materiale solido (come uno strato di ghiaccio) può praticamente galleggiare – e quindi muoversi agevolmente – se sostenuta da un cuscino d’aria sottostante. Gli autori ritengono che su Marte avvenga un processo analogo su scala maggiore, noto come fluidificazione della brina di CO2: questo fenomeno agirebbe sugli strati di ghiaccio di CO2, dando origine ai canaloni.
In questo caso, anziché fuoriuscire sotto forma di getto attraverso piccole crepe nella lastra di ghiaccio, il gas funge da lubrificante, facendo scivolare lungo il pendio un accumulo statico di ghiaccio secco e detriti; questo si trasforma in un flusso rapido, capace di scavare nel paesaggio marziano depositi a ventaglio (simili a quelli alluvionali) e solchi profondi. Il risultato finale sarebbe, in ultima analisi, identico ai canaloni che osserviamo oggi sul Pianeta Rosso.
Se confermata, questa ipotesi dimostrerebbe che formazioni simili a quelle terrestri non richiedono necessariamente processi fisici analoghi a quelli della Terra. L’erosione dinamica ipotizzata per la regione di Sisyphi Cavi avviene senza una sola goccia di acqua liquida, basandosi invece sul ciclo di gelo e disgelo dell’atmosfera marziana.
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