Guardando le immagini della NASA di Marte alcuni anni fa, Il geologo della Brown University Peter Schultz ha notato serie di strane strisce luminose provenienti da alcuni crateri di grande impatto sulla superficie del pianeta. Le striature sono strane in quanto si estendono molto più lontano dai crateri rispetto ai normali modelli di ejecta, e sono visibili solo nelle immagini termiche a infrarossi scattate durante la notte marziana.

Utilizzando l'osservazione geologica, esperimenti di impatto di laboratorio e modellazione al computer, Schultz e la studentessa Brown Stephanie Quintana hanno offerto una nuova spiegazione su come si sono formate quelle strisce. Mostrano che vortici di vento simili a tornado, generati da impatti che formano crateri e vortici a 500 miglia all'ora o più, perlustrano la superficie e spazzano via polvere e piccole rocce per esporre le superfici più massicce sottostanti.

"Sarebbe come un tornado F8 che attraversa la superficie, "Ha detto Schultz. "Questi sono venti su Marte che non si vedranno mai più se non per un altro impatto".

La ricerca è pubblicata online sulla rivista Icaro .

Schultz dice di aver visto per la prima volta le strisce durante uno dei suoi "tour di Marte". Nel suo tempo libero tra i progetti, tira su immagini casuali dal veicolo spaziale orbitale della NASA solo per vedere se potrebbe individuare qualcosa di interessante. In questo caso, stava guardando le immagini all'infrarosso scattate durante la notte marziana dallo strumento THEMIS, che vola a bordo dell'orbiter Mars Odyssey.

Le immagini a infrarossi catturano i contrasti nella ritenzione di calore sulla superficie. Le regioni più luminose di notte indicano le superfici che trattengono più calore del giorno precedente rispetto alle superfici circostanti, proprio come i campi erbosi si rinfrescano di notte mentre gli edifici della città rimangono più caldi.

"Non potevi assolutamente vedere queste cose nelle immagini della lunghezza d'onda visibile, ma negli infrarossi notturni sono molto luminosi, " Schultz ha detto. "La luminosità nell'infrarosso indica superfici a blocchi, che trattengono più calore rispetto alle superfici coperte da polvere e detriti. Questo ci dice che qualcosa è arrivato e ha perlustrato quelle superfici scoperte".

E Schultz aveva un'idea di cosa potesse essere quel qualcosa. Studia da anni impatti e processi di impatto utilizzando il Vertical Gun Range della NASA, un cannone ad alta potenza che può sparare proiettili a velocità fino a 15, 000 miglia orarie.

"Abbiamo visto alcune cose negli esperimenti che pensavamo potessero causare queste strisce, " Egli ha detto.

Quando un asteroide o un altro corpo colpisce un pianeta ad alta velocità, tonnellate di materiale sia dall'impattatore che dalla superficie del bersaglio vengono vaporizzate istantaneamente. Gli esperimenti di Schultz hanno mostrato che i pennacchi di vapore viaggiano verso l'esterno da un punto di impatto, appena sopra la superficie di impatto, a velocità incredibili. Ridimensionare gli impatti di laboratorio alle dimensioni di quelli su Marte, la velocità di un pennacchio di vapore sarebbe supersonica. E interagirebbe con l'atmosfera marziana per generare venti potenti.

Il pennacchio e i suoi venti associati da soli non hanno causato le strane striature, però. I pennacchi generalmente viaggiano appena sopra la superficie, che impedisce il tipo di raschiatura profonda osservata nelle aree striate. Ma Schultz e Quintana hanno mostrato che quando il pennacchio colpisce una caratteristica della superficie rialzata, disturba il flusso e provoca la formazione di potenti vortici tornadici che scendono in superficie. E quei vortici, dicono i ricercatori, sono responsabili per raschiare le strisce strette.

Schultz e Quintana hanno dimostrato che le striature sono quasi sempre visibili in combinazione con le caratteristiche della superficie rialzata. Molto spesso, Per esempio, sono associati alle creste rialzate dei crateri da impatto più piccoli che erano già in posizione quando si è verificato l'impatto maggiore. Mentre il pennacchio correva verso l'esterno dall'impatto più grande, ha incontrato il piccolo bordo del cratere, lasciando striature gemelle luminose sul lato sottovento.

"Dove questi vortici incontrano la superficie, spazzano via le piccole particelle che si depositano sciolte sulla superficie, esponendo il materiale a blocchi più grande sottostante, ed è questo che ci dà queste strisce, " ha detto Schultz.

Schultz afferma che le strisce potrebbero rivelarsi utili per stabilire i tassi di erosione e deposito di polvere nelle aree in cui si trovano le strisce.

"Sappiamo che si sono formati contemporaneamente a questi grandi crateri, e possiamo datare l'età dei crateri, " Schultz ha detto. "Così ora abbiamo un modello per guardare l'erosione".

Ma con più ricerche, le strisce potrebbero alla fine rivelare molto di più. Da un'indagine preliminare del pianeta, i ricercatori affermano che le strisce sembrano formarsi attorno ai crateri nel campo da baseball di 20 chilometri di diametro. Ma non compaiono in tutti questi crateri. Il motivo per cui si formano in alcuni luoghi e non in altri potrebbe fornire informazioni sulla superficie marziana al momento dell'impatto.

Gli esperimenti dei ricercatori rivelano che la presenza di composti volatili, uno spesso strato di ghiaccio d'acqua sulla superficie o nel sottosuolo, per esempio, influenzare la quantità di vapore che fuoriesce da un impatto. Quindi in quel modo, le strisce potrebbero servire come indicatori della presenza di ghiaccio al momento dell'impatto, che potrebbe fornire informazioni sulle ricostruzioni del clima passato su Marte. Altrettanto possibile, le striature potrebbero essere correlate alla composizione dell'impattatore, come rare collisioni di oggetti ad alta volatilità, come le comete.

"Il prossimo passo è scavare davvero nelle condizioni che causano le strisce, " Schultz ha detto. "Potrebbero avere molto da dirci, quindi restate sintonizzati."