Un nuovo studio che caratterizza il clima di Marte nel corso della vita del pianeta rivela che nella sua storia più antica è stato periodicamente riscaldato a causa dell'immissione di gas serra derivati ​​dal vulcanismo e dai meteoriti, eppure è rimasto relativamente freddo nei periodi intermedi, fornendo così opportunità e sfide per qualsiasi forma di vita microbica che potrebbe essere emersa sul Pianeta Rosso. Lo studio ha coinvolto un team nazionale di scienziati che includeva Joel Hurowitz, dottorato di ricerca, della Stony Brook University. I risultati sono dettagliati in un articolo pubblicato su Geoscienze naturali .

Gli autori, guidato dal dottor Robin Wordsworth dell'Università di Harvard, sottolineare che conciliare la geologia di Marte con i modelli dell'evoluzione atmosferica rimane una sfida importante perché la geologia marziana è caratterizzata da prove passate di acqua liquida superficiale episodica, e geochimica che indica una transizione lenta e intermittente da condizioni di superficie più umide a condizioni più asciutte e più ossidanti. In "Un modello accoppiato di riscaldamento episodico, ossidazione e transizioni geochimiche su Marte primordiale, " il team di ricerca presenta un nuovo modello che incorpora l'iniezione randomizzata di riduzione dei gas serra e l'ossidazione dovuta alla fuga di idrogeno al fine di indagare le condizioni responsabili delle diverse osservazioni geologiche.

"Marte è stato riscaldato a intermittenza quando la sua composizione atmosferica è stata alterata dall'ingresso di gas derivati ​​dal vulcanismo e dagli impatti di meteoriti. Questi ottimali climatici hanno permesso all'acqua di fluire attraverso la superficie, formare fiumi e laghi, e le rocce e i minerali che associamo all'acqua su Marte, " spiega Hurowitz, Professore Associato presso il Dipartimento di Geoscienze del College of Arts and Sciences della Stony Brook University.

Hurowitz è un membro del team di ricerca che lavora sul NASA Mars 2020 Mission Perseverance Rover ed è uno degli scienziati che ha lavorato al PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) che è attaccato al braccio del rover.

"Questo documento propone un modello per la variazione climatica su Marte che può essere testato con misurazioni della chimica e della mineralogia delle rocce da PIXL e dal rover Perseverance nel cratere Jezero, "dice Hurowitz.

Il modello climatico prevede un Marte precoce generalmente freddo, con una temperatura media annuale inferiore a 240 gradi K (o meno 28 F). Con tassi di rilascio di gas che riducono il picco e livelli di anidride carbonica di fondo sufficientemente alti, il pianeta mostrerebbe intervalli caldi sufficienti a degradare le pareti dei crateri, formano reti di valli e creano altre caratteristiche fluviali/lacustri.

Gli autori scrivono anche che il modello prevede anche l'accumulo transitorio di ossigeno atmosferico, il che può spiegare la presenza di specie minerali ossidate come gli ossidi di manganese che sono stati osservati nel cratere Gale dal rover Curiosity. Sottolineano inoltre che i cambiamenti temporali su larga scala nella mineralogia superficiale del pianeta possono essere spiegati da un risultato combinato di una crescente ossidazione planetaria, diminuzione della disponibilità di acque sotterranee e diminuzione del flusso di impatti di meteoriti, che ha drasticamente rallentato la rimobilizzazione e la distruzione termochimica dei solfati di superficie.

Gli autori sottolineano che nel sistema solare del presente, La Terra è l'unico pianeta che ha un'atmosfera ricca di ossigeno, il che suggerisce che l'ossigeno potrebbe fungere da gas biomarcatore nella ricerca di prove della vita sugli esopianeti. Però, loro scrivono, "Il nostro modello prevede lunga vita, atmosfere relativamente ricche di ossigeno per Marte nel periodo centrale della sua storia senza richiedere la presenza di vita, indicando che il rilevamento dell'ossigeno da solo può essere un "falso positivo" per la vita in alcune circostanze.

"Poiché la chimica prebiotica non si verifica in ambienti altamente ossidanti, questo lavoro pone dei vincoli sui periodi di tempo e sui luoghi in cui la vita potrebbe aver avuto origine e persistere su Marte primordiale".

Concludono che il modello climatico che propongono dei primi ambienti di Marte suggerisce opportunità per "l'emergere della vita durante i periodi caldi, intervalli bagnati quando le condizioni riducenti avrebbero favorito la chimica prebiotica, ma anche sfide per la persistenza della vita superficiale a fronte di frequenti e, attraverso il tempo, allungamento degli intervalli di ambienti ossidanti prevalentemente freddi e secchi."