C’è acqua su Marte

L’acqua è essenziale per la vita, e quindi c’è un grosso interesse a ricercarla in corpi celesti al di fuori della nostra Terra. In particolare diverse missioni spaziali hanno indagato sulla presenza di ghiaccio ed acqua su Marte.

Sappiamo che in passato Marte ha ospitato acqua liquida, l’erosione visibile in molte strutture geologiche marziane è spiegabile solo con la presenza di fiumi, ma oggi la quasi totalità di quell’acqua non è più presente. Marte ha calotte polari di ghiaccio, simili ma molto più piccole di quelle terrestri. Sotto la superficie marziana è presente del ghiaccio: la sonda Phoenix, nel 2008, ne ha trovato a soli 15 cm di profondità. Nell’atmosfera marziana si rilevano tracce di vapor acqueo, che produce brina e neve, e talvolta anche goccioline di acqua liquida, sia pure in quantità minime. Acqua liquida può talvolta essere presente quando questo ghiaccio viene sciolto da sali presenti nel terreno, e si sono visti smottamenti recenti spiegabili solo con la presenza di acqua di fusione.

Ma nessuno aveva visto acqua liquida in forma stabile sul pianeta rosso. Fino ad oggi. Il radar MARSIS, a bordo della sonda Mars Express, ha rilevato la presenza di un lago di circa 20 km di diametro, sepolto sotto un chilometro e mezzo di ghiaccio vicino al Polo Sud del pianeta. L’annuncio è stato dato oggi in una conferenza stampa dal team di astronomi italiani responsabili dello strumento MARSIS, e pubblicato in un articolo della rivista “Science”.

Mars Express è una missione dell’ESA, l’agenzia spaziale europea. La sonda, in orbita intorno a Marte dal 2004,  è dotata di diversi strumenti per lo studio dell’atmosfera e del suolo  marziano. Tra questi in particolare il radar MARSIS, contributo principalmente italiano, è in grado di individuare ghiaccio ed acqua liquida sotto la superficie del pianeta, fino a circa 3 km di profondità. Il ghiaccio e in misura molto maggiore l’acqua liquida infatti riflettono molto bene le onde radio, molto di più di quanto faccia qualsiasi tipo di roccia.

Già nel 2009 le prime osservazioni di MARSIS avevano evidenziato la presenza di diversi strati ghiacciati sepolti sotto la superficie del pianeta, ed alcuni echi particolarmente intensi suggerivano la presenza di acqua sotto i ghiacci polari, ma la possibilità che si trattasse di un falso segnale rimaneva alta. Per escluderlo ci sono voluti tre anni di osservazioni ripetute, tra il 2012 e il 2015, ed altri due di paziente analisi dei dati raccolti da parte del team guidato da Roberto Orosei. Le osservazioni sono state condotte solamente di notte, quando la ionosfera marziana è più stabile, e la zona interessata è stata osservata una ventina di volte, sotto angoli differenti. L’eco causato da differenti tipi di rocce, ghiaccio e misture di questi è stato calcolato e confrontato con i dati raccolti, e alla fine la conclusione è che si tratta effettivamente di un lago sub-glaciale, simile a quelli osservati sulla Terra sotto la calotta antartica, situato in un avvallamento del terreno sotto la calotta di ghiaccio. Ma le temperature sono molto più rigide che in Antartide, sotto la calotta marziana ci sono circa 60-70 gradi sotto zero. Anche se la pressione dovuta al peso del ghiaccio aiuta, per rimanere liquida l’acqua deve essere fortemente salata, una salamoia probabilmente formata da perclorati di magnesio e calcio, simili a quelli che sono stati osservati in superficie dalla sonda Phoenix.

Non conosciamo lo spessore dello strato d’acqua (per generare l’eco possono bastarne alcuni decimetri), né sappiamo se si tratti effettivamente di un lago libero o se si tratti di una falda acquifera che imbeve una roccia porosa. Il radar ha rivelato altri echi intensi, ma la risoluzione con cui vede la superficie è limitata, gli echi vengono mediati in un’area di circa 3-5 km di diametro, e quindi acquiferi più piccoli, o sottili falde che mettano in comunicazione tra loro i laghi non verrebbero rilevati facilmente.

Al di là delle implicazioni per la possibile presenza di vita (comunque difficile a quelle temperature e concentrazioni di sali), la presenza di acqua liquida sotto la calotta polare marziana è importante per ricostruire la storia del clima del pianeta. Come sulla Terra, i ghiacci polari conservano informazioni importanti sul clima passato, ma la loro conformazione, e storia, cambia se questi possono scivolare su uno strato di acqua liquida. Questa scoperta quindi ci aiuterà a conoscere meglio il passato di Marte.

Bibliografia

• H Smith et al., “H2O at the Phoenix Landing Site”, Science, Vol. 325, Issue 5936, pp. 58-61 (2009) http://science.sciencemag.org/content/325/5936/58
• Orosei et al., “Radar evidence of subglacial liquid water on Mars”, Science, 10.1126/science.aar7268 (2018)

Immagine: la sonda MARSIS (©ESA)