Un team di ricercatori guidato da Janice Bishop, ricercatrice senior del SETI Institute, un membro del team del SETI Institute NASA Astrobiology Institute (NAI), ha elaborato una teoria su ciò che sta causando le frane sulla superficie di Marte.

Idee precedenti suggerivano che flussi di detriti liquidi o flussi granulari secchi causassero questo movimento. Nessuno dei due modelli può spiegare completamente le caratteristiche del flusso marziano stagionale note come Recurring Slope Lineae (RSL). Il team ipotizza alternativamente che lo scioglimento del ghiaccio nella regolite vicina alla superficie stia causando cambiamenti in superficie che la rendono vulnerabile alle tempeste di polvere e al vento. Di conseguenza, le caratteristiche RSL appaiono e/o si espandono oggi sulla superficie di Marte. Ulteriore, il team ritiene che i sottili strati di ghiaccio che si sciolgono derivino dalle interazioni tra il ghiaccio d'acqua sotterranea, sali e solfati di cloro, che creano un instabile, fanghiglia che scorre come un liquido che istiga doline, crollo del terreno, la superficie scorre e si solleva.

"Sono entusiasta della prospettiva di acqua liquida in microscala su Marte in ambienti vicini alla superficie dove sono presenti ghiaccio e sali, " ha detto Bishop. "Questo potrebbe rivoluzionare la nostra prospettiva sull'abitabilità appena sotto la superficie di Marte oggi".

I dati dell'High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) mostrano che RSL si trova su pendii esposti al sole dove continuano ad apparire e/o espandersi nel tempo. Precedenti studi hanno suggerito che l'RSL è correlato ai sali di cloro e ha notato la loro presenza in regioni con affioramenti ad alto contenuto di solfati. L'attuale studio estende queste osservazioni con un modello di attività del criosato vicino alla superficie basato su osservazioni sul campo ed esperimenti di laboratorio. Indagini analogiche sul campo di Marte sulla Terra, come nelle valli aride dell'Antartide, il Mar Morto in Israele, e Salar de Pajonales nel deserto di Atacama, mostrano che quando i sali interagiscono con il gesso o l'acqua sotterranea, provoca disagi in superficie, compresi crolli e smottamenti.

"Durante il mio lavoro sul campo al Salar de Pajonales, un letto di sale secco nel nord del Cile, Ho osservato numerosi esempi dell'azione dei sali sulla geologia locale. È gratificante scoprire che potrebbe avere un ruolo anche nella formazione di Marte, " ha detto Nancy Hinman, Professore di Geoscienze presso l'Università del Montana e membro del team NAI del SETI Institute.

Per testare la loro teoria, il team ha condotto esperimenti di laboratorio per osservare cosa accadrebbe se congelassero e scongelassero campioni analogici di Marte composti da sali di cloro e solfati a basse temperature come quelle che si troverebbero su Marte. Il risultato è stata la formazione di ghiaccio fangoso vicino a -50 ° C, seguito da graduale scioglimento del ghiaccio da -40 a -20 °C.

"Sondare il comportamento a bassa temperatura del permafrost analogico di Marte in laboratorio con la spettroscopia a infrarossi ha rivelato che sottili strati di acqua simile a un liquido si stavano formando lungo le superfici dei grani mentre i terreni salati si scongelavano sotto lo zero, Temperature simili a Marte, " ha detto Merve Ye?ilba?, NASA Postdoctoral (NPP) Fellow presso il SETI Institute e collaboratore del team NAI.

Modellazione del comportamento di sali e solfati di cloro, compreso gesso, a basse temperature dimostra quanto siano interrelati questi sali. Può essere che questa microscala dell'acqua liquida migri sottoterra su Marte, trasferimento di molecole d'acqua tra solfati e cloruri, quasi come passare un pallone da calcio in campo. Ulteriori esperimenti di laboratorio hanno testato queste reazioni solfato-cloruro in un suolo analogo a Marte con indicatori di colore che hanno rivelato l'idratazione del sottosuolo di questi sali e la migrazione dei sali attraverso i grani del suolo.

"Ero entusiasta di osservare reazioni così rapide dell'acqua con i sali di solfato e cloro nei nostri esperimenti di laboratorio e il conseguente collasso e sollevamento del suolo analogico di Marte su piccola scala, replicare le caratteristiche del crollo geologico e del sollevamento nei sistemi carsici, serbatoi di sale, e l'edificio crolla su larga scala, " disse Vescovo.

Questo progetto è nato dal lavoro sui sedimenti delle McMurdo Dry Valley in Antartide, una delle regioni più fredde e aride del nostro pianeta. Come su Marte, la regolite di superficie delle Valli Secche è percorsa dai venti secchi per la maggior parte dell'anno. Però, il permafrost del sottosuolo contiene ghiaccio d'acqua, e sembra che l'alterazione chimica avvenga sotto la superficie.

"I sedimenti nelle valli secche forniscono un eccellente banco di prova per i processi che potrebbero verificarsi su Marte, "ha detto Zachary Burton, neolaureato alla Stanford University e collaboratore del team NAI del SETI Institute. "La presenza di elevate concentrazioni di solfati e cloruri a pochi centimetri al di sotto dell'aspro paesaggio superficiale nella Wright Valley presenta l'intrigante possibilità che queste associazioni mineralogiche legate all'acqua e i relativi processi possano esistere anche su Marte".

Il ghiaccio d'acqua è stato rilevato sotto la superficie di Marte all'interno del suolo raccolto nel sito di atterraggio di Phoenix, così come dall'orbita utilizzando misurazioni radar e utilizzando la spettroscopia di neutroni e raggi gamma. Più recentemente, HiRISE ha catturato le viste di questo ghiaccio vicino alla superficie alle medie latitudini. Temperature più calde (ad es. da -50 a -20 °C) nei siti equatoriali di Marte potrebbe supportare acqua/salamoie liquide sotterranee durante i mesi primaverili ed estivi. Le RSL osservate in alcuni di questi siti equatoriali sono spesso interpretate come correlate a caratteristiche più grandi chiamate gole, che sono simili ai burroni sulla Terra.

"I sistemi di gole tributari presenti lungo le pendici settentrionali (rivolte ai poli) e nord-orientali del cratere Krupac e RSL più in basso lungo la parete del cratere in questa regione potrebbero essere associati a caratteristiche superficiali prodotte dall'attività della salamoia vicino alla superficie, secondo il nostro modello, " disse Virginia Gulick, Senior Research Scientist del SETI Institute e membro del team NAI del SETI Institute.

Oltre ad aiutare a spiegare i processi geologici e chimici di Marte, questa teoria suggerisce anche che l'ambiente marziano continua ad essere dinamico, che il pianeta è ancora in evoluzione e attivo, il che ha implicazioni sia per l'astrobiologia che per la futura esplorazione umana del Pianeta Rosso. Il potenziale per sottili film d'acqua sotto la superficie di Marte nelle regioni salate del permafrost apre nuove porte per esplorare l'abitabilità.

Il documento è pubblicato in Progressi scientifici .