Le antiche rocce di Noach su Marte sono mappate in grigio chiaro con reti di valli colorate in toni di blu e argille superficiali contrassegnate in giallo. Due località con abbondanti argille smectite formate in ambienti superficiali includono Mawrth Vallis (MV) e Nili Fossae (NF). Il rover del Mars Science Laboratory (MSL) si trova attualmente al Gale Crater (GC) dove sono state trovate anche argille smectite. Credito:Istituto SETI
Nuova ricerca pubblicata su Astronomia della natura cerca di capire come si è formata l'argilla superficiale su Marte nonostante il clima freddo.
Il clima sull'inizio di Marte ha presentato un enigma per gli scienziati planetari perché le caratteristiche superficiali come le reti di valli indicano che era presente abbondante acqua liquida e i minerali argillosi trovati nella maggior parte delle rocce superficiali antiche hanno bisogno di temperature ancora più calde per formarsi, mentre i modelli atmosferici generalmente supportano un clima freddo all'inizio di Marte. Questo nuovo studio condotto da Janice Bishop del SETI Institute e dall'Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley ha affrontato questa domanda indagando le condizioni necessarie per la formazione delle antiche argille superficiali.
Parte di questo primo enigma sul clima marziano si riduce a quanto "caldo" è caldo. Attualmente la temperatura di Marte è sotto lo zero, ma sappiamo che un tempo doveva essere stato abbastanza caldo da consentire all'acqua liquida di ritagliarsi elementi sulla superficie. Però, l'acqua fredda non è abbastanza calda per la formazione di argille superficiali. "Ci siamo resi conto che per limitare meglio il clima marziano primitivo, avevamo bisogno di capire le condizioni di formazione delle argille marziane, " disse Vescovo.
Questo studio ha valutato i tipi di argille presenti in antichi, rocce alterate su Marte e le ha separate in 3 categorie:1) argille ricche di Mg formatesi ad alte temperature (100-400 °C) al di sotto della superficie (ad esempio miscele di saponite, serpentina, clorito, talco, e carbonato), 2) argille formatesi a temperature calde (20-50 °C) nei laghi, ruscelli o ambienti piovosi (smectiti diottaedriche ricche di Fe o ricche di Al), e 3) alluminosilicati poco cristallini come l'allofano formati a basse temperature ( <20 °C). Gli autori hanno utilizzato i risultati degli agenti atmosferici sul campo, esperimenti di sintesi dell'argilla in laboratorio, e modellazione geochimica della formazione dell'argilla.
Una vista di fillosilicati dai toni chiari a Mawrth Vallis, Marte catturato dalla High Resolution Stereo Camera (HRSC) volata su Mars Express e fornita da DLR e dalla Free University di Berlino. Questa immagine illustra i giochi d'acqua che tagliano gli spessi depositi di argilla superficiale. Credito:Istituto SETI
Gli autori postulano che gli ambienti caldi e umidi a breve termine, che si verificano sporadicamente in un Marte precoce generalmente freddo, ha permesso la formazione delle occorrenze di smectite di superficie osservate su Marte.
Ulteriore, c'è un compromesso tra temperatura e tempo.
Temperature più fresche (15-20 °C stagionali, diurna Tmax) richiederebbe periodi prolungati di elevato rapporto acqua/roccia su Marte per produrre gli affioramenti di smectite osservati. Ciò potrebbe significare centinaia di milioni di anni a una temperatura media globale di 5 °C su Marte, il che è improbabile visti gli attuali modelli dell'atmosfera.
La modellizzazione geochimica della formazione di nontronite mostra che la formazione è quasi inesistente al di sotto dei 10 °C e ancora molto lenta fino a 20 °C. La reazione procede significativamente più velocemente fino a 40 °C e oltre. Credito:Istituto SETI
Smectite superficiale (nontronite, montmorillonite) i letti possono essersi formati rapidamente durante brevi periodi di temperature calde (25-40 °C stagionali, Tmax diurna). Ciò potrebbe significare decine di migliaia o milioni di anni a una temperatura media globale di 10-15 °C su Marte a intervalli di centinaia di milioni di anni. Queste temperature elevate potrebbero essere state causate dal vulcanismo, l'obliquità cambia, o grandi impatti.
Comprendere il clima su Marte primordiale fornisce vincoli per quando l'acqua liquida era presente sulla superficie ed è essenziale per determinare dove su Marte cercare la vita. Le argille sono il minerale idratato più abbondante su Marte; così, definire le loro condizioni di formazione è un grande passo avanti verso la comprensione dell'ambiente geochimico su Marte.
Questo diagramma illustra la linea temporale dell'acqua (blu) sulla superficie di Marte. L'antico Marte era probabilmente freddo con eventi di riscaldamento transitori che consentivano la formazione delle argille superficiali (verdi) in acqua calda (20-40 ° C). Queste argille superficiali hanno resistito in climi generalmente freddi e secchi fin dalla loro formazione, ma sono tagliati da eventi fluviali che si verificano dopo la formazione delle argille che possono essere state abbastanza calde da formare acqua liquida ma non abbastanza calde da formare argille aggiuntive. Credito:Istituto SETI
