Il Polo Sud di Marte. Un nuovo studio in Lettere di ricerca geofisica sostiene che deve esserci una fonte di calore sotterranea affinché l'acqua liquida possa esistere sotto la calotta polare. Credito:NASA.
Uno studio pubblicato l'anno scorso sulla rivista Science ha suggerito che l'acqua liquida è presente sotto la calotta polare sud di Marte. Ora, un nuovo studio sulla rivista AGU Lettere di ricerca geofisica sostiene che deve esserci una fonte di calore sotterranea affinché l'acqua liquida possa esistere sotto la calotta polare.
La nuova ricerca non si schiera sull'esistenza o meno dell'acqua allo stato liquido. Anziché, gli autori suggeriscono che la recente attività magmatica - la formazione di una camera magmatica nelle ultime centinaia di migliaia di anni - deve essersi verificata sotto la superficie di Marte perché ci fosse abbastanza calore per produrre acqua liquida sotto il ghiaccio spesso un chilometro e mezzo berretto. Il rovescio della medaglia, gli autori dello studio sostengono che se non ci fosse attività magmatica recente sotto la superficie di Marte, quindi non è probabile che ci sia acqua liquida sotto la calotta glaciale.
"Persone diverse possono andare in modi diversi con questo, e siamo davvero interessati a vedere come reagisce la community, " ha detto Michele Sori, uno scienziato dello staff associato nel Lunar and Planetary Laboratory presso l'Università dell'Arizona e co-autore principale del nuovo articolo.
La potenziale presenza della recente attività magmatica sotterranea su Marte rafforza l'idea che Marte sia un pianeta attivo, geologicamente parlando. Questo fatto potrebbe dare agli scienziati una migliore comprensione di come i pianeti si evolvono nel tempo.
Il nuovo studio ha lo scopo di approfondire il dibattito sulla possibilità di acqua liquida su Marte. La presenza di acqua liquida sul Pianeta Rosso ha implicazioni per la potenziale ricerca di vita al di fuori della Terra e potrebbe anche servire come risorsa per la futura esplorazione umana del nostro pianeta vicino.
"Pensiamo che se c'è vita, probabilmente deve essere protetto nel sottosuolo dalle radiazioni, " disse Ali Bramson, un associato di ricerca post-dottorato presso il Lunar and Planetary Laboratory dell'Università dell'Arizona e co-autore principale del nuovo articolo. "Se ci sono ancora processi magmatici attivi oggi, forse erano più comuni nel recente passato, e potrebbe fornire una fusione basale più diffusa. Ciò potrebbe fornire un ambiente più favorevole per l'acqua liquida e quindi, forse, vita."
Esaminando l'ambiente
Marte ha due gigantesche lastre di ghiaccio ai suoi poli, entrambi spessi un paio di chilometri. Sulla terra, è comune che l'acqua liquida sia presente sotto spessi strati di ghiaccio, con il calore del pianeta che provoca lo scioglimento del ghiaccio nel punto in cui incontra la crosta terrestre.
In un articolo pubblicato lo scorso anno su Science, gli scienziati hanno affermato di aver rilevato un fenomeno simile su Marte. Hanno affermato che le osservazioni radar hanno rilevato prove di acqua liquida alla base della calotta polare sud di Marte. Però, lo studio Science non ha affrontato il modo in cui l'acqua liquida potrebbe essere arrivata lì.
Marte è molto più freddo della Terra, quindi non era chiaro quale tipo di ambiente sarebbe stato necessario per sciogliere il ghiaccio alla base della calotta glaciale. Sebbene ricerche precedenti abbiano esaminato se potesse esistere acqua liquida alla base delle calotte glaciali di Marte, nessuno aveva ancora guardato il luogo specifico in cui lo studio Science sosteneva di aver rilevato l'acqua.
Schema del caso considerato nel nuovo studio che causa un flusso di calore elevato locale sotto la calotta polare sud di Marte. Lo schema mostra una camera magmatica di diametro D sepolta ad una profondità di H (al centro della camera) sotto la presunta acqua liquida, creando un flusso di calore elevato Q mentre si raffredda. Credito:AGU/GRL/Sori e Bramson.
"Pensavamo che ci fosse molto spazio per capire se [l'acqua liquida] è reale, che tipo di ambiente avresti bisogno per sciogliere il ghiaccio, in primo luogo, che tipo di temperature avresti bisogno, che tipo di processo geologico avresti bisogno? Perché in condizioni normali, dovrebbe essere troppo freddo, " ha detto Sori.
Alla ricerca del calore
Gli autori del nuovo studio hanno prima assunto che il rilevamento dell'acqua liquida sotto la calotta glaciale fosse corretto e poi hanno lavorato per capire quali parametri erano necessari per l'esistenza dell'acqua. Hanno eseguito la modellazione fisica di Marte per capire quanto calore sta uscendo dall'interno del pianeta e se potrebbe esserci abbastanza sale alla base della calotta glaciale per sciogliere il ghiaccio. Il sale abbassa significativamente il punto di fusione del ghiaccio, quindi si pensava che il sale potesse aver portato allo scioglimento alla base della calotta glaciale.
Il modello ha mostrato che il sale da solo non farebbe aumentare la temperatura abbastanza da sciogliere il ghiaccio. Anziché, gli autori propongono che ci sia bisogno di calore aggiuntivo proveniente dall'interno di Marte.
Una plausibile fonte di calore sarebbe l'attività vulcanica nel sottosuolo del pianeta. Gli autori dello studio sostengono che il magma dalle profondità interne di Marte è salito verso la superficie del pianeta circa 300, 000 anni fa. Non ha rotto la superficie, come un'eruzione vulcanica, ma raccolte in una camera magmatica sotto la superficie. Mentre la camera magmatica si raffreddava, rilasciava calore che scioglieva il ghiaccio alla base della calotta glaciale. La camera magmatica fornisce ancora oggi calore alla calotta glaciale per generare acqua liquida.
L'idea dell'attività vulcanica su Marte non è nuova:ci sono molte prove di vulcanismo sulla superficie del pianeta. Ma la maggior parte delle caratteristiche vulcaniche su Marte risalgono a milioni di anni fa, portando gli scienziati a credere che l'attività vulcanica al di sotto e al di sopra della superficie del pianeta si sia fermata molto tempo fa.
Il nuovo studio, però, propone che ci potrebbe essere stata un'attività vulcanica sotterranea più recente. E, se ci fosse stata attività vulcanica in corso centinaia di migliaia di anni fa, c'è una possibilità che potrebbe accadere oggi, secondo gli autori dello studio.
"Ciò implicherebbe che c'è ancora una formazione di camere magmatiche in corso all'interno di Marte oggi e non è solo un raffreddore, una specie di posto morto, internamente, " ha detto Brasone.
Jack Holt, professore al Lunar and Planetary Laboratory dell'Università dell'Arizona, ha detto che la domanda su come potrebbe esistere l'acqua sotto la calotta polare sud gli è venuta subito in mente dopo la pubblicazione dell'articolo di Science, e il nuovo documento aggiunge un vincolo importante alla possibilità che l'acqua sia presente. Ha detto che probabilmente si aggiungerà al dibattito nella comunità della scienza planetaria sulla scoperta e indicherà che è necessario fare più ricerche per valutarlo.
"Penso che sia stata una grande idea fare questo tipo di modellazione e analisi perché devi spiegare l'acqua, se è lì, e quindi è davvero un pezzo fondamentale del puzzle, " disse Holt, che non è stato coinvolto nella nuova ricerca ma ha parlato con gli autori dello studio prima che presentassero il documento. "La carta originale l'ha lasciata appesa. Potrebbe esserci dell'acqua lì, ma devi spiegarlo e questi ragazzi hanno fatto davvero un bel lavoro nel dire ciò che è richiesto e che il sale non è sufficiente."
