Gli scienziati hanno scoperto centinaia di fosse a forma di mezzaluna su Marte dove miliardi di anni fa c'erano dune di sabbia delle dimensioni del Campidoglio degli Stati Uniti. Le curve di queste antiche impronte di dune registrano la direzione dei venti prevalenti sul Pianeta Rosso, fornendo potenziali indizi sul clima passato di Marte, e può contenere prove di vita antica, secondo un nuovo studio che dettaglia i risultati nel Journal of Geophysical Research:Planets , una pubblicazione dell'American Geophysical Union.

Le dune fantasma sono lo spazio negativo lasciato dalle dune di sabbia scomparse da tempo. Sedimenti lavici o trasportati dall'acqua hanno parzialmente sepolto le dune e si sono induriti, preservando i contorni delle dune. Successivamente il vento soffiò via la sabbia dalle cime esposte e la pulì dall'interno, lasciando un solido stampo a forma di duna perduta.

Le dune fantasma sono state scoperte per la prima volta sulla Terra nella pianura del fiume Snake nell'Idaho orientale nel 2016. Il nuovo studio ha identificato dune fantasma simili nelle immagini satellitari del bacino dell'Hellas e del Noctis Labyrinthus su Marte. Le dune sono una caratteristica comune sulla superficie battuta dal vento del Pianeta Rosso, ma il nuovo studio è il primo rapporto di calchi dunali conservati su Marte.

"Nessuno di questi pozzi non è abbastanza per dirti che è una duna, o da un antico campo dunale, ma quando li metti tutti insieme, hanno così tanti punti in comune con le dune su Marte e sulla Terra che devi impiegare una sorta di spiegazione fantastica per spiegarle come qualcosa di diverso dalle dune, " ha detto Mackenzie Day, un geomorfologo planetario dell'Università di Washington a Seattle e autore del nuovo studio.

"Una delle cose belle delle dune fantasma è che ci dicono, di sicuro, che il vento su Marte era diverso nell'antico passato, quando si sono formati, " lei disse.

L'atmosfera sulla superficie di Marte è densa circa quanto la stratosfera terrestre a 35 chilometri (22 miglia) sul livello del mare, eppure il vento è un persistente agente di cambiamento che scolpisce la superficie.

Comprendere i venti del passato può aiutare i ricercatori a ricostruire come i sedimenti potrebbero aver viaggiato sulla superficie, come si sono formate le principali caratteristiche e se il clima antico differiva dalle condizioni atmosferiche moderne, Giorno ha detto.

"Il fatto che il vento fosse diverso [quando si sono formate le dune fantasma] ci dice che le condizioni ambientali su Marte non sono statiche su scale temporali lunghe, sono cambiati negli ultimi due miliardi di anni, qualcosa che dobbiamo sapere per interpretare la geologia su Marte, " lei disse.

Forme familiari invertite

Utilizzando immagini satellitari, Day e il coautore David Catling, un astrobiologo dell'Università di Washington, documentato più di 480 potenziali muffe dunali presso il campo di fossa a Noctis Labyrinthus, un miscuglio fratturato di altopiani sull'equatore appena a ovest di Valles Marineris, il più grande sistema di canyon del sistema solare. I ricercatori hanno anche scoperto più di 300 fosse a forma di mezzaluna in un ambiente liscio, superficie bassa nell'Hellas orientale Planitia, un enorme, Cratere da impatto di 4 miliardi di anni che si estende su 2, 700 chilometri (1, 678 miglia) attraverso l'emisfero meridionale di Marte.

Le fosse hanno una sorprendente somiglianza con le dune di Barchan, il tipo di duna più comune sulla Terra e su Marte. Le dune di Barchan a forma di mezzaluna si formano su superfici piane, non ostacolato dalla vegetazione, quando il vento soffia principalmente da una direzione e la sabbia è limitata. Le corna delle mezzelune puntano nella direzione del vento prevalente. La sabbia si accumula all'esterno della prua della duna, soffia sopra il labbro e si abbatte lungo la ripida parete scivolosa sulla curva interna della duna.

La dimensione e la forma delle fosse è coerente con i campi di dune attivi su Marte, e le fosse hanno caratteristiche che si trovano solo nelle dune, Giorno ha detto. Una singola fossa a mezzaluna potrebbe essere una curiosa anomalia, Giorno ha detto, ma una serie di fosse, allineati come croissant sul vassoio di un fornaio, sembra un campo di dune. La congruità ha contribuito a sostenere l'ipotesi che le fosse siano i resti di antiche dune.

"Vanno tutti allo stesso modo, che ti aspetteresti per le dune perché migrano e si formano tutte nello stesso regime di vento. Quindi solo la forma e le dimensioni ci dicono che queste sono caratteristiche che provengono da un antico sistema dunale, " ha detto il giorno.

Sulla base di confronti con le dune vive, Day ha calcolato che la duna media era alta circa 40 metri (130 piedi) a Noctis Labyrinthus e 75 metri (246 piedi) nel bacino dell'Hellas nel momento in cui furono sepolti.

Antichi paesaggi

Day e Catling hanno stimato che l'inondazione dei campi di dune fantasma su Marte si sia verificata nel tardo periodo esperiano o all'inizio del periodo amazzonico, circa 2 miliardi di anni fa, assumendo che sia coerente con la superficie liscia tra le fosse dunali. Quella superficie liscia probabilmente è iniziata come un liquido lento che si è riversato nel campo di dune, salendo di 6 metri (20 piedi) intorno e tra i piedi delle antiche dune di sabbia prima che si indurissero, cementando le dune a circa metà delle loro pendici.

Marte era un mondo diverso all'epoca in cui si formarono le dune fantasma, con acqua che scorre e vulcani attivi. Le dune potrebbero essere state ricoperte da lava, come il flusso che ha parzialmente seppellito le dune fantasma sul fiume Snake in Idaho, ma il fango trasportato dall'acqua è un'altra possibilità.

Senza nuova sabbia per nutrire le dune, il vento alla fine ha eroso le loro cime fino al livello della loro coltre rocciosa e sotto, buche di scavo realizzate a forma delle basi delle ex dune. Visto dall'alto, i bordi della fossa delineano la forma delle dune scomparse, come croissant tagliati a metà orizzontalmente.

Day ha detto che il meccanismo di sepoltura potrebbe essere stato diverso nei due luoghi. Noctis Labyrinthus si trova in una regione che ha avuto frequenti attività vulcaniche ed è disseminata di rocce vulcaniche. Il campo di fossa nel bacino dell'Hellas è a valle di due grandi canyon scavati dall'acqua.

"Se parte dell'acqua che ha scolpito quelle valli è arrivata a valle abbastanza lontano, potrebbe essere arrivato al campo di dune, " disse Day. "L'unica cosa che sappiamo per certo è che il flusso doveva essere di energia relativamente bassa, relativamente lento, altrimenti eroderebbe le dune e non otterremmo le forme che vediamo oggi".

Le dune fantasma potrebbero avere altro da raccontare agli scienziati sull'antico ambiente su Marte, secondo gli autori dello studio. Le tasche riparate alle estremità delle estremità finali delle dune possono ancora contenere sabbia, nascosto dai satelliti in orbita, come fanno le dune fantasma sulla Terra. Queste fessure potrebbero essere buoni posti per cercare le firme molecolari della vita da un tempo più clemente su Marte, protetto dal degrado nell'attuale ambiente ostile sulla superficie.

"Sappiamo che le dune sulla Terra possono sostenere la vita, e le dune sulla Terra sono molto simili alle dune su Marte. Un problema che ha Marte e che la Terra non ha è la radiazione superficiale. Se sei dentro una duna, o in fondo a una duna, e tu sei vita microbica, la duna ti sta proteggendo da molte di quelle radiazioni, " Day ha detto. "Probabilmente non c'è niente che vive lì ora. Ma se mai ci fosse stato qualcosa su Marte, questo è un posto migliore della media in cui cercare."

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.