La caduta di cenere da antiche esplosioni vulcaniche è la probabile fonte di uno strano deposito di minerali vicino al sito di atterraggio del prossimo rover su Marte della NASA, trova un nuovo studio. La ricerca, pubblicato sulla rivista Geologia , potrebbe aiutare gli scienziati a mettere insieme una cronologia dell'attività vulcanica e delle condizioni ambientali su Marte primordiale.

"Questa è una delle prove più tangibili finora per l'idea che il vulcanismo esplosivo fosse più comune su Marte primitivo, "ha detto Christopher Kremer, uno studente laureato alla Brown University che ha guidato il lavoro. "Capire quanto fosse importante il vulcanismo esplosivo sulle prime fasi di Marte è in definitiva importante per capire il bilancio idrico nel magma marziano, abbondanza di acque sotterranee e lo spessore dell'atmosfera."

Le esplosioni vulcaniche si verificano quando gas come il vapore acqueo si dissolvono nel magma sotterraneo. Quando la pressione di quel gas disciolto è maggiore di quella che la roccia sopra può contenere, esplode, mandando nell'aria una nube infuocata di cenere e lava. Gli scienziati pensano che questo tipo di eruzioni sarebbe dovuto accadere molto presto nella storia di Marte, quando c'era più acqua disponibile per mescolarsi con il magma. Mentre il pianeta si asciugava, le esplosioni vulcaniche sarebbero cessate e avrebbero lasciato il posto a un vulcanismo più effusivo, una più delicata trasudazione di lava sulla superficie. Ci sono molte prove di una fase effusiva sulla superficie marziana, ma le prove della prima fase esplosiva non sono state facili da individuare con strumenti orbitali, dice Kremer.

Questo nuovo studio ha esaminato un deposito situato in una regione chiamata Nili Fossae che è stato a lungo di interesse per gli scienziati. Il giacimento è ricco di olivina minerale, che è comune negli interni planetari. Ciò suggerisce che il deposito è derivato dal sottosuolo profondo, ma non è stato chiaro come il materiale sia arrivato in superficie. Alcuni ricercatori hanno suggerito che si tratta dell'ennesimo esempio di colata lavica effusiva. Altri hanno suggerito che il materiale sia stato dragato da un grande impatto di un asteroide, l'impatto che ha formato il gigantesco bacino di Isidis in cui si trova il deposito.

Per questo studio, Kremer e colleghi di Brown hanno utilizzato immagini ad alta risoluzione del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA per esaminare la geologia del deposito nei minimi dettagli. I coautori di Kremer sul lavoro sono il collega studente laureato Brown Mike Bramble, e Jack Mustard, un professore del Dipartimento della Terra di Brown, Scienze ambientali e planetarie e consulente di Kremer.

"Questo lavoro si è discostato metodologicamente da ciò che altre persone hanno fatto osservando la forma fisica dei terreni che sono composti da questo substrato roccioso, "Kremer ha detto. "Qual è la geometria, lo spessore e l'orientamento degli strati che lo compongono. Abbiamo scoperto che il vulcanismo esplosivo e la spiegazione della caduta di cenere soddisfano tutte le caselle giuste, mentre tutte le idee alternative su cosa potrebbe essere questo deposito non sono d'accordo sotto molti aspetti importanti con ciò che osserviamo dall'orbita."

Il lavoro ha mostrato che il deposito si estende uniformemente sulla superficie in lunghi strati continui che drappeggiano uniformemente attraverso le colline, valli, crateri e altre caratteristiche. Quella distribuzione uniforme, Kremer dice, è molto più coerente con la caduta di cenere che con il flusso di lava. Ci si aspetterebbe che un flusso di lava si accumuli in aree basse e lasci tracce sottili o inesistenti negli altopiani.

E le relazioni stratigrafiche dell'area escludono un'origine legata all'impatto di Isidis, dicono i ricercatori. Hanno dimostrato che il deposito si trova in cima a caratteristiche che sono note per essere arrivate dopo l'evento di Isidis, suggerendo che anche il deposito stesso è venuto dopo.

La spiegazione della caduta di cenere aiuta anche a spiegare le insolite firme minerali del deposito, dicono i ricercatori. L'olivina mostra segni di alterazione diffusa attraverso il contatto con l'acqua, molto più alterazione rispetto ad altri depositi di olivina su Marte. Ha senso se fosse una caduta di cenere, che è poroso e quindi suscettibile di alterazione da piccole quantità di acqua, dicono i ricercatori.

Tutto detto, dicono i ricercatori, questi dati orbitali tendono fortemente verso un'origine di caduta di cenere. Ma il team non dovrà fare affidamento a lungo solo sui dati orbitali. Il rover Mars2020 della NASA dovrebbe atterrare nel cratere Jezero, che si trova all'interno del deposito di olivina. E ci sono esposizioni del deposito all'interno del cratere. L'unità ricca di olivina sarà quasi sicuramente uno degli obiettivi di esplorazione del rover, e potrebbe avere l'ultima parola su cosa sia questo deposito.

"La cosa eccitante è che vedremo molto presto se ho ragione o torto, "Kremer ha detto. "Quindi questo è un po' snervante, ma se non è una caduta di cenere, probabilmente sarà qualcosa di molto più strano. È altrettanto divertente se non di più".

Se risulta essere una caduta di cenere, Kremer dice, convalida la metodologia utilizzata in questo studio come mezzo per esaminare potenziali depositi di cenere altrove su Marte.

Ma qualunque cosa il rover troverà sarà importante per comprendere l'evoluzione del Pianeta Rosso.

"Una delle prime 10 scoperte di Mars 2020 sta per capire cos'è questa unità contenente olivina, " disse Senape, consigliere di Kremer. "È qualcosa di cui la gente scriverà e parlerà per molto tempo".