L'immagine di un ghiacciaio su Marte mostra l'abbondanza di massi all'interno del ghiaccio. L'imaging ad alta risoluzione della superficie di Marte suggerisce che i depositi glaciali ricoperti di detriti si sono formati durante più episodi punteggiati di accumulo di ghiaccio su lunghe scale temporali. Su Marte sono molto diffuse le morfologie glaciali ricoperte di detriti chiamati grembiuli di detriti lobati (LDA). Non è chiaro se queste LDA si siano formate negli ultimi 300-800 milioni di anni durante un singolo lungo periodo di deposizione o durante molteplici episodi di accumulo di ghiaccio di breve durata. Per rispondere a questa domanda, Joseph Levy e colleghi hanno utilizzato immagini ad alta risoluzione per mappare i massi lungo 45 LDA sulla superficie di Marte. I massi sono comunemente raggruppati in bande in tutte le LDA, simili a massi su antichi ghiacciai terrestri ricoperti di detriti. I risultati indicano molteplici cicli di accumulo di ghiaccio e avanzano negli ultimi 300-800 milioni di anni, estendendo le prove del cambiamento climatico su Marte oltre la finestra di 20 milioni di anni fornita dalla modellazione numerica. Credito:Joe Levy/Cogate University
In un nuovo articolo pubblicato oggi su Atti delle Accademie Nazionali delle ScienzeS ( PNAS ), geologo planetario Joe Levy, assistente professore di geologia alla Colgate University, rivela una nuova analisi rivoluzionaria dei misteriosi ghiacciai di Marte.
Sulla terra, i ghiacciai coprivano vaste aree del pianeta durante l'ultima era glaciale, che ha raggiunto il suo picco intorno al 20, 000 anni fa, prima di retrocedere ai poli e di lasciarsi alle spalle le rocce che si spinsero dietro. Su Marte, però, i ghiacciai non se ne sono mai andati, rimanendo congelato sulla fredda superficie del Pianeta Rosso per più di 300 milioni di anni, coperto di detriti. "Tutte le rocce e la sabbia trasportate su quel ghiaccio sono rimaste in superficie, " dice Levy. "È come mettere il ghiaccio in un frigorifero sotto tutti quei sedimenti."
geologi, però, non sono stato in grado di dire se tutti quei ghiacciai si siano formati durante una massiccia era glaciale marziana, o in più eventi separati nel corso di milioni di anni. Poiché le ere glaciali derivano da uno spostamento nell'inclinazione dell'asse di un pianeta (noto come obliquità), rispondere a questa domanda potrebbe dire agli scienziati come l'orbita e il clima di Marte sono cambiati nel tempo, nonché che tipo di rocce, gas, o persino i microbi potrebbero essere intrappolati nel ghiaccio.
"Ci sono modelli davvero buoni per i parametri orbitali di Marte negli ultimi 20 milioni di anni, "dice Levy. "Dopodiché i modelli tendono a diventare caotici".
Levy ha escogitato un piano per esaminare le rocce sulla superficie dei ghiacciai come un esperimento naturale. Poiché presumibilmente si erodono nel tempo, una progressione costante di rocce più grandi o più piccole che procedono in discesa indicherebbe un singolo, lungo evento dell'era glaciale.
Scegliendo 45 ghiacciai da esaminare, Levy ha acquisito immagini ad alta risoluzione raccolte dal satellite Mars Reconnaissance Orbiter e ha iniziato a contare le dimensioni e il numero di rocce. Con una risoluzione di 25 centimetri per pixel, "si vedono cose grandi quanto una tavola da pranzo, "Levy dice.
Anche a quell'ingrandimento, però, l'intelligenza artificiale non può determinare con precisione cosa sia o non sia una roccia sulle superfici ruvide dei ghiacciai; così Levy ha chiesto l'aiuto di 10 studenti Colgate durante due estati per contare e misurare circa 60, 000 grandi rocce. "Abbiamo fatto una specie di lavoro sul campo virtuale, camminando su e giù per questi ghiacciai e mappando i massi, "Levy dice.
Levy inizialmente fu preso dal panico quando, lontano da una progressione ordinata di massi per dimensione, le dimensioni delle rocce sembravano essere distribuite a caso. "Infatti, i massi ci stavano raccontando una storia diversa, " Levy dice. "Non era la loro dimensione che contava; era il modo in cui erano raggruppati o raggruppati."
Poiché le rocce viaggiavano all'interno dei ghiacciai, non stavano erodendo, si è reso conto. Allo stesso tempo, erano distribuiti in chiare bande di detriti sulla superficie dei ghiacciai, segnando il limite di flussi di ghiaccio separati e distinti, formato mentre Marte oscillava sul suo asse.
Sulla base di tali dati, Levy ha concluso che Marte ha subito da qualche parte tra sei e 20 ere glaciali separate negli ultimi 300-800 milioni di anni. Questi risultati appaiono in PNAS , scritto insieme a sei attuali o ex studenti Colgate; il professore di matematica Colgate Will Cipolli; e colleghi della NASA, l'Università dell'Arizona, Università statale di Fitchburg, e l'Università del Texas-Austin.
"Questo documento è la prima prova geologica di ciò che l'orbita e l'obliquità marziana potrebbero aver fatto per centinaia di milioni di anni, " dice Levy. La scoperta che i ghiacciai si sono formati nel tempo ha implicazioni per la geologia planetaria e persino per l'esplorazione dello spazio, lui spiega. "Questi ghiacciai sono piccole capsule del tempo, catturando istantanee di ciò che spirava nell'atmosfera marziana, ", dice. "Ora sappiamo che abbiamo accesso a centinaia di milioni di anni di storia marziana senza dover scavare in profondità attraverso la crosta:possiamo semplicemente fare un'escursione lungo la superficie".
Quella storia include qualsiasi segno di vita potenzialmente presente dal lontano passato di Marte. "Se ci sono biomarcatori in circolazione, anche quelli rimarranno intrappolati nel ghiaccio." Allo stesso tempo, eventuali esploratori su Marte che potrebbero aver bisogno di dipendere dall'estrazione di acqua dolce dai ghiacciai per sopravvivere dovranno sapere che potrebbero esserci bande di rocce al loro interno che renderanno pericolosa la perforazione. Levy e i suoi colleghi stanno ora mappando il resto dei ghiacciai sulla superficie di Marte, sperando con i dati che hanno, l'intelligenza artificiale può ora essere addestrata per assumere il duro lavoro di identificare e contare i massi.
Questo ci porterà un passo avanti verso una storia planetaria completa del Pianeta Rosso, inclusa l'annosa domanda se Marte avrebbe mai potuto sostenere la vita.
"C'è molto lavoro da fare per capire i dettagli della storia del clima marziano, "dice Levi, "compreso quando e dove era abbastanza caldo e abbastanza umido da avere salamoie e acqua liquida".
