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mercoledì 8 febbraio 2017

Curiosity, nuove analisi ed il mistero dell'acqua sulla superficie di Marte

(Credit NASA/JPL-Caltech/MSSS)

NEWS SPAZIO :- C'è un problema che affligge gli scienziati che studiano l'ambiente di Marte, un mistero che da anni non trova una spiegazione.

Sappiamo ormai bene dalla presenza di forti prove che nell'antichità sulla superficie di Marte vi era acqua liquida. Fiumi, laghi ed oceani erano presenti. Sono molteplici le evidenze a sostegno di questo fatto, ed io stesso ne ho parlato molte volte. Fate una ricerca nella box in alto scrivendo 'marte acqua' e troverete molti articoli a riguardo, anche e specialmente dovuti alle analisi effettuate dal Mars Science Laboratory Curiosity, a lavoro sul Pianeta Rosso dall'Agosto del 2012.

Eppure, ecco il problema, nell'antichità, quando cioè si suppone che Marte abbia avuto acqua, il Sole era circa 1/3 meno caldo di oggi, e tutti i modelli climatici realizzati dagli scienziati stentano a produrre uno scenario in cui la superficie del Pianeta Rosso sia calda abbastanza da mantenere l'acqua allo stato liquido.

In altre parole, c'era poco calore e l'acqua non aveva energia a sufficienza per scongelarsi. Quindi, come si spiega la presenza di fiumi, laghi e mari?

Ad aumentare la confusione ecco nuovi risultati dalle osservazioni di Curisosity, che sembrano smantellare una teoria che avrebbe potuto spiegare il mistero.



Secondo una delle ipotesi formulate dagli studiosi, la più promettente in effetti, nell'antichità Marte avrebbe potuto avere un'atmosfera di anidride carbonica più densa, al punto da formare un effetto serra che avrebbe fatto aumentare la temperatura al suolo, al punto da consentire la presenza di acqua liquida.

Questa è una buona ipotesi, la migliore. Ma come accade per ogni ipotesi scientifica, occorrono dati e prove oggettive per farla diventare una verità.

E qui entra in scena Curiosity. Pare infatti che secondo una nuova ricerca sui dati ottenuti con lo strumento CheMin (Chemistry and Mineralogy), 3,5 miliardi di anni fa Marte aveva troppo poca CO2 nella sua atmosfera per innescare un effetto serra.

La stessa roccia in cui Curiosity ha trovato sedimenti di un antico lago presenta le prove che stentano a far comprendere come tale lago possa essere esistito. Nei campioni che lo strumento CheMin ha analizzato, infatti, non ha individuato la presenza di alcun minerale carbonato, un tipo di minerale che si forma in presenza di CO2.
Le nuove analisi indicano che tale scarsità di carbonati nella roccia significa che l'atmosfera di Marte non poteva avere "tanta" CO2, nel periodo in cui il lago d'acqua era presenta, appunto 3,5 miliardi di anni fa.

Thomas Bristow (NASA Ames Research Center, Moffett Field, California): "Siamo stati particolarmente colpiti dall'assenza di minerali di carbonato nelle rocce sedimentarie che il rover ha esaminato. Sarebbe davvero difficile ottenere acqua allo stato liquido anche se ci fosse stata nell'atmosfera 100 volte la quantità di anidride carbonica che le prove sui minerali nelle rocce ci dicono".
Bristow è il principal investigator per lo strumento CheMin e l'autore principale della ricerca, che è in corso di pubblicazione nella rivista Proceedings of the National Academy of Science.

Curiosity non ha individuato carbonati in nessuna delle rocce analizzate che fanno parte del letto di antichi laghi, sin da quando è atterrato su Marte.
D'altro canto, CheMin è sensibile al punto da essere in grado di individuare carbonati anche se sono presenti in piccole percentuali.

In acqua, la CO2 si combina con ioni carichi positivamente quali magnesio e ferro per formare minerali carbonati. Altri minerali presenti nelle stesse rocce analizzare indicano che tali ioni erano presenti e disponibili.
Inoltre, minerali come magnetite e minerali argillosi forniscono la prova che le condizioni successive non diventarono mai così acide da far sì che eventuali carbonati presenti possano essersi dissolti, come invece accade nelle acque sotterranee acide.

Il dilemma va avanti da anni. Le prove sui fattori che influenzano la temperatura al suolo, principalmente l'energia ricevuta dal giovane Sole e la protezione offerta dall'atmosfera, contrastano con le prove ampiamente documentate della presenza di fiumi e laghi nell'antichità del Pianeta.

Vi sono indizi, quali i rapporti degli isotopi presenti oggi nell'atmosfera di Marte, che stanno ad indicare che una volta il Pianeta Rosso aveva un'atmosfera più densa. Tuttavia, i modelli teorici sul clima del pianeta nella sua antichità stentano a produrre condizioni favorevoli ad avere acqua liquida in superficie per molti milioni di anni.

Un possibile modello propone che l'atmosfera possa aver avuto uno spesso strato di CO2, insieme anche ad idrogeno molecolare. Ma è fonte di controversie come una tale atmosfera possa essersi generata e conservata nel tempo.

Negli ultimi vent'anni i ricercatori avevano utilizzato i dati registrati dagli spettrometri a bordo di sonde in orbita intorno al Pianeta Rosso alla ricerca di carbonati, senza successo.

Le nuova analisi concludono che quando erano presenti i laghi su Marte l'atmosfera non poteva avere più di poche decine di millibar di CO2, altrimenti si sarebbe prodotto abbastanza carbonato da essere individuato da CheMin.

Un millibar è 1/1000 della pressione dell'aria a livello del mare che abbiamo sulla Terra. Inoltre l'attuale atmosfera di Marte è meno di 10 millibar, e composta al 95% da CO2.

E l'evidente perplessità degli scienziati ce la spiega bene Robert Haberle (Mars-climate scientist, NASA Ames) e coautore dell'articolo: "Queste analisi si adattano a molti studi teorici in base ai quali la superficie di Marte, anche molto tempo fa, non era abbastanza calda per avere acqua liquida. E' davvero un enigma per me".

Sono varie le ipotesi su cui i ricercatori stanno lavorando. Alcuni pensano che il lago non fosse esposto all'atmosfera, forse era composto da liquido ma ricoperto da ghiaccio. Potrebbero esserci alcuni sedimenti accumulatisi sul fondo, se il ghiaccio non era troppo spesso.

Un inconveniente per questa teoria però è che il gruppo di Curiosity ha cercato nel cratere Gale, senza trovarle, le prove che ci si aspetterebbe se il lago fosse ricoperto di ghiaccio, come ad esempio grandi e profonde fenditure chiamate cunei di ghiaccio o "dropstones", che si sarebbero conficcati nei morbidi sedimenti del fondale.

La ricerca continua.

Fonte dati, NASA.

10 commenti:

  1. bah.. dovrebbero scoprire quant'era la pressione atmosferica dell' "aria" su marte per capire come mai c'erano fiumi e laghi.. e non penso si possa capire dai sedimenti.. ma sono ignorante in merito.. evidentemente, prima che marte perdesse gran parte dell'atmosfera, riusciva a bilanciarsi per mantenere acqua liquida al suolo..

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    1. aspettiamo la sonda dell'esa.. forse a 2 metri sotto terra, riusciranno ad avere conferma che l'atmosfera di marte era piu ricca della sola co2... e forse riusciranno a svelare il mistero...

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  2. Se hai delle intuizioni che ritieni valide perché non le mandi direttamente a Thomas Bristow, autore principale della ricerca NASA?

    A questa pagina trovi il suo indirizzo email

    https://spacescience.arc.nasa.gov/staff/tom-bristow

    Fammi sapere

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    1. hhahahah burlone.. non sono ne un geologo ne un fisico.. sono un pirlone che scrive banalità :).. cmq si sa l'acqua è un'elemento particolare che si comporta diversamente a seconda della pressione che lo circonda :), lo sanno loro meglio di me che son un ignorantone in merito.. magari su marte c'erano e ci sono degli elementi che ancora non conosciamo e che lo strumento non rileva perchè appunto sconosciuti a noi.. fondamentalmente la tavola periodica è piena di buchi, cioè di elementi che non conosciamo e non sappiamo come possano interagire con l'ambiente che ci circonda :)

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  3. Buonasera a tutti...articolo questo che mi ha particolarmente colpito in quanto non chiarisce il dilemma ma lo rende ancora più controverso...mi piacerebbe avere una maggiore conoscenza della materia ma così non è e quindi posso limitarmi a fare delle pure e semplici supposizioni...la prima è che non si sia calcolato in modo corretto la radiazione solare...3,5 miliardi di anni possono portare ad un errore,credo...o si ha la certezza assoluta di che radiazione emetteva?La seconda è che l'acqua su Marte non fosse come l'acqua sulla terra...è risaputo che ci sono diversi tipi di acqua dagli studi fatti sulle comete,e se quest'acqua marziana avesse avuto un punto di congelamento più basso?avrebbe potuto esistere in forma liquida anche a temperature più basse...credo che comunque presto avremo una risposta certa ...è affascinante notare come no non conosciamo il nostro pianeta e di quanto è ancor più difficile capire un pianeta alieno...credo che prima di arrivare su Marte con una missione umana bisognerà capire con certezza come era il pianeta è come si è trasformato per evitare di aver sorprese negative dal punto di vista H2O...

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    1. Ciao Max,
      per la radiazione solare, credo difficile che ci siano stati errori significativi. Le stelle come il sole le conosciamo abbastanza bene e, sebbene ci sono delle differenze tra i vari modelli, sappiamo con certezza che il sole era meno brillante quando era giovane. Questo é un comportamento comune a tutte le stelle che bruciano idrogeno.
      Diversa é la questione sulle proprietà dell'acqua che si trovava su Marte. Non so tutti gli aspetti della vicenda, ma una delle cose che mi viene in mente é la salinità dell'acqua. Se non stiamo parlando di temperature troppo basse, un'elevata quantità di solubili nell'acqua marziana potrebbe portare ad una temperatura di congelamento più bassa.
      Un'altra ipotesi riguarda gas serra alternativi alla co2. Alla temperatura di cui stiamo parlando, il metano é circa 400 volte più efficace della co2 nell'intrappolare l'energia solare. Lo stesso vapore acqueo é un ottimo gas serra, quindi la presenza stessa di acqua su Marte potrebbe aver contribuito a preservare una temperatura sufficiente.

      Sono sicuro che ci siano molti più dettagli che i ricercatori hanno considerato quindi magari nessuna di queste spiegazioni funziona.

      E visto che si gioca al Totosonda, io dico che potrebbe essere MAVEN a fornire interessanti sviluppi a riguardo

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  4. Ciao Alessandro,
    Per il discorso della salinità dell'acqua credo che sia da scartare in quanto dovremmo avere dei depositi di carbonati su quello che è stato il fondale di un lago o fiume che sia....da quel poco che conosco di chimica credo che il punto che solleva tutte le domande sia questo...non ci sono tracce significative dal punto di vista chimico che ci fosse acqua liquida ma abbiamo le prove indiscutibili geologiche di erosione e la presenza di ghiaccio d'acqua a dirci che appunto l'acqua scorreva su Marte come sulla terra oggi.

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  5. In passato su Marte ci potevano essere piante e animali?

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  6. Anidride carbonica o no, perchè puntare tutto sull'effetto serra e quindi sul sole per trovare una causa.

    Consideratelo solo un mio divertente gioco di pensieri, non la pretesa di introdurre un'ipotesi scientifica.
    Premesso ciò io direi: calore endogeno.

    Il passo successivo è poi staccarsi dall'idea di un Marte primordiale che avesse caratteristiche più terrestri e che poi è diventato arido per motivi che non conosciamo.
    Chi mi dice che il percorso debba essere stato come sulla Terra, ovvero che se l'acqua liquida sia stata presente, lo debba essere stato per forza sin dall'inizio ed in abbondanza, salvo poi per Marte passare all'inaridimento.

    L'ipotesi è questa. Mettiamo che Marte fosse già arido come oggi prima che questi paesaggi che presentano tracce di acqua liquida si siano formati.
    Che per i soliti motivi sconosciuti, ad un certo punto della storia marziana, si sia attivato un moto di riscaldamento alimentato da forze interne al pianeta, attivazione di elementi radioattivi, spaccature ed eruzioni immani, eccetera...
    Un cataclisma immane, che so una collisione di proporzioni gigantesche, potrebbe aver acceso una sorta di miccia, qualcosa che seppur destinata a spegnersi con l'allontanarsi dell'evento traumatico, sia stata comunque in grado di alimentare per qualche milione di anni un intenso ciclo dell'acqua. Abbastanza tempo da cambiare la superficie del pianeta, scavare canyon, modellare rocce e altro, ma troppo breve perchè si possa esser sviluppata la vita anche a livello elementare.

    Massimo

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    1. Ciao Massimo,non credo possa essere avvenuta una situazione del genere in quanto un cataclisma immane avrebbe fatto evaporare l'acqua disperdendola nello spazio mentre per quel che riguarda il vulcanismo di Marte sono d'accordo,ovvero avendo un passato geologico molto turbolento potrebbe questo aver influito sulla temperatura marziana rendendolo adatto ad avere acqua liquida...vita elementare in qualche milione di anni si può essere sviluppata...e non sarei così stupito se si trovassero tutt'ora forma di vita elementari nel sottosuolo...

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