Nel suo primo anno di esplorazione del cratere Jezero su Marte, il rover Perseverance ha raccolto campioni di roccia che gli scienziati prevedono forniranno una linea temporale tanto attesa per la storia geologica e dell'acqua del pianeta.

Dovranno solo aspettare un decennio per scoprire la risposta, finché i campioni non potranno essere raccolti dalla superficie e riportati sulla Terra per la datazione nel 2033.

Gli scienziati sono comunque entusiasti di ciò che hanno scoperto finora sui campioni. Queste scoperte sono descritte in un articolo che apparirà il 25 agosto sulla rivista Scienza , con analisi più dettagliate in una seconda Scienza paper e altri due articoli pubblicati online contemporaneamente in Science Advances .

Il cratere Jezero, appena a nord dell'equatore marziano, era un obiettivo per la missione Mars 2020 della NASA e il suo rover Perseverance perché conteneva quello che sembrava un delta di un fiume che si era formato all'interno di un letto di un lago e quindi poteva potenzialmente raccontare agli scienziati quando l'acqua scorreva sul pianeta superficie. Le rocce raccolte dal fondo del cratere sono alla base dei sedimenti del delta, quindi la loro età di cristallizzazione fornirà un limite superiore per la formazione del delta, secondo il geochimico David Shuster, professore di scienze della terra e planetarie all'Università della California, a Berkeley.

"Quando quel delta è stato depositato è uno degli obiettivi principali del nostro programma di restituzione del campione, perché ciò quantificherà quando il lago era presente e quando erano presenti le condizioni ambientali che avrebbero potuto essere suscettibili di vita", ha affermato Shuster, che è un membro del team scientifico della NASA per la raccolta dei campioni, uno dei tre principali autori della Scienza documento che riassume il lavoro e coautore di due degli altri tre articoli.

Gli altri due autori principali del sommario Scienza sono il geochimico Kenneth Farley del Caltech, lo scienziato del progetto Perseverance e il vice scienziato del progetto Mars 2020 Katherine Stack Morgan del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA.

La sorpresa principale, ha detto Shuster, è che le rocce raccolte da quattro siti sul fondo del cratere Jezero sono rocce ignee cumulate, cioè sono state formate dal raffreddamento del magma fuso e sono le migliori rocce per una geocronologia precisa una volta che i campioni hanno tornato sulla Terra. Mostrano anche la prova di essere stati alterati dall'acqua.

"Dal punto di vista del campionamento, questo è enorme", ha detto. "Il fatto che abbiamo prove dell'alterazione acquosa delle rocce ignee:questi sono gli ingredienti di cui le persone sono molto entusiaste, per quanto riguarda la comprensione delle condizioni ambientali che potrebbero potenzialmente aver sostenuto la vita ad un certo punto dopo la formazione di queste rocce".

"Un grande valore delle rocce magmatiche che abbiamo raccolto è che ci parleranno di quando il lago era presente a Jezero. Sappiamo che era lì più di recente rispetto a quando si sono formate le rocce magmatiche del fondo del cratere", ha detto Farley. "Questo affronterà alcune importanti domande:quando il clima di Marte è stato favorevole alla formazione di laghi e fiumi sulla superficie del pianeta? E quando è cambiato alle condizioni molto fredde e secche che vediamo oggi?"

Prima della missione, i geologi si aspettavano che il fondo del cratere fosse pieno di sedimenti o di lava, ovvero roccia fusa che si riversava in superficie e si raffreddava rapidamente. Ma in due siti indicati come Séítah - la parola Navajo per "in mezzo alla sabbia" - le rocce sembrano essersi formate sottoterra e raffreddate lentamente. Evidentemente, tutto ciò che li copriva si è eroso negli ultimi 2,5-3,5 miliardi di anni.

"Abbiamo letteralmente dibattuto per i primi nove mesi, mentre guidavamo sul fondo del cratere, se le rocce che stiamo osservando siano sedimenti depositati in un lago o rocce ignee", ha detto. "In effetti, sono rocce ignee. E la forma delle rocce ignee che abbiamo trovato è piuttosto sorprendente, perché non sembra una semplice roccia vulcanica che è sfociata nel cratere. Sembra invece qualcosa che si è formato in profondità e raffreddato gradualmente in una grande camera magmatica."

La struttura cristallina della roccia ignea, non dissimile dal granito della Sierra Nevada, ma con composizione diversa e a grana molto più fine, mostrava grani di olivina di dimensioni millimetriche intrecciati con pirosseno che potevano essersi formati solo per raffreddamento lento. L'olivina a grana grossa è simile a quella vista in alcuni meteoriti che si pensa abbiano avuto origine su Marte e alla fine si siano schiantati sulla Terra. I dati a supporto di ciò provenivano da immagini multispettrali e analisi di fluorescenza a raggi X da parte degli strumenti a bordo di Perseverance e sono dettagliati in una seconda Scienza articolo dell'autore principale Yang Liu, geologo planetario del JPL.

Siti di Séítah e Máaz

Secondo Shuster, i dati consentono un paio di scenari che spiegano le rocce ignee sul fondo del cratere.

"O la roccia si è raffreddata sottoterra e si è sollevata dal basso, in qualche modo, oppure c'era qualcosa come un lago di magma che ha riempito il cratere e si è raffreddato gradualmente", ha detto.

Anche i campioni provenienti da un secondo sito vicino chiamato Máaz - Marte in lingua Navajo - sono ignei, ma di composizione diversa. Poiché questo strato si sovrappone allo strato di roccia ignea esposto a Séítah, la roccia Máaz potrebbe essere stata lo strato superiore del lago di magma. Nei laghi di magma sulla Terra, i minerali più densi si depositano verso il basso mentre cristallizzano, creando strati di diverse composizioni. Questi tipi di formazioni ignee sono detti cumuli, il che significa che si formano dalla decantazione di olivina arricchita di ferro e magnesio e dal successivo raffreddamento multistadio di uno spesso corpo di magma.

Le rocce ignee di Máaz potrebbero anche provenire da una successiva eruzione vulcanica.

In entrambi i casi, lo strato superiore che è stato parzialmente eroso potrebbe essere spesso dell'ordine di centinaia di metri, ha detto Shuster.

Sia le rocce a raffreddamento lento a Séítah che le rocce a raffreddamento potenzialmente più rapido a Máaz hanno mostrato alterazioni dell'acqua, sebbene in modi diversi. Le rocce Máaz contenevano sacche di minerali che potrebbero essersi condensate dalla salamoia, mentre le rocce Séítah avevano reagito con acqua gassata, secondo le analisi chimiche a bordo del rover.

I tempi precisi in cui questi vari strati si sono formati saranno rivelati solo da analisi di laboratorio sulla Terra, poiché gli strumenti di analisi geochimica necessari per la datazione sono troppo grandi per essere stati collocati a bordo di Perseverance.

"Ci sono una varietà di diverse osservazioni geochimiche che possiamo fare in queste rocce quando le riportiamo sulla Terra. Questo ci darà tutti i tipi di informazioni su quell'ambiente igneo", ha detto. "Possiamo capire quando la roccia si è cristallizzata, che è una delle cose di cui sono più entusiasta per aver fornito un vincolo temporale delta. Ma ci fornisce anche informazioni su quando si stava verificando attività ignea all'interno del pianeta. Combinato con il satellite immagini, possiamo quindi collegarlo ad alcune delle attività ignee più ampie e regionali".

Shuster ha osservato che campioni di roccia duplicati sono stati prelevati in ciascuno dei quattro siti e che, entro un anno, verranno memorizzati nella cache insieme ad altri campioni duplicati in un sito di emergenza vicino al delta, da utilizzare solo se i campioni primari a bordo di Perseverance diventano inaccessibili perché di guasto meccanico. Quella futura cache includerà anche campioni di sedimenti raccolti di recente dal delta stesso, i cui dettagli sono in preparazione per un futuro articolo scientifico. + Esplora ulteriormente

Immagine del rover Hazcam Perseverance Mars della NASA:"Lago incantato" al cratere Jezero