Una nuova mappa di Marte sta cambiando il modo in cui pensiamo al passato acquoso del pianeta e mostra dove dovremmo atterrare in futuro.

La mappa mostra i giacimenti minerari in tutto il pianeta ed è stata meticolosamente creata nell'ultimo decennio utilizzando i dati del Mars Express Observatoire pour la Mineralogie dell'ESA, dello strumento l'Eau, les Glaces et l'Activité (OMEGA) e del Mars Reconnaissance Orbiter Compact Reconnaissance Imaging della NASA Strumento Spettrometro per Marte (CRISM).

In particolare, la mappa mostra le posizioni e le abbondanze di minerali acquosi. Si tratta di rocce che in passato sono state alterate chimicamente dall'azione dell'acqua e che sono state tipicamente trasformate in argille e sali.

Sulla Terra, le argille si formano quando l'acqua interagisce con le rocce, con diverse condizioni dando origine a diversi tipi di argille. Ad esempio, i minerali argillosi come la smectite e la vermiculite si formano quando quantità relativamente piccole di acqua interagiscono con la roccia e quindi conservano per lo più gli stessi elementi chimici delle rocce vulcaniche originali. Nel caso di smectite e vermiculite tali elementi sono ferro e magnesio. Quando la quantità di acqua è relativamente alta, le rocce possono essere alterate maggiormente. Gli elementi solubili tendono a essere portati via lasciando dietro di sé argille ricche di alluminio come il caolino.

La grande sorpresa è la prevalenza di questi minerali. Dieci anni fa, gli scienziati planetari sapevano di circa 1.000 affioramenti su Marte. Questo li ha resi interessanti come stranezze geologiche. Tuttavia, la nuova mappa ha ribaltato la situazione, rivelando centinaia di migliaia di tali aree nelle parti più antiche del pianeta.

"Questo lavoro ha ora stabilito che quando si studiano in dettaglio i terreni antichi, non vedere questi minerali è in realtà una stranezza", afferma John Carter, Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS) e Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Université Paris-Saclay e Aix Marseille Université, Francia.

Questo è un cambio di paradigma per la nostra comprensione della storia del pianeta rosso. Dal minor numero di minerali acquosi che sapevamo in precedenza erano presenti, era possibile che l'acqua fosse limitata nella sua estensione e durata. Ora, non c'è dubbio che l'acqua abbia svolto un ruolo enorme nel plasmare la geologia di tutto il pianeta.

Ora, la grande domanda è se l'acqua fosse persistente o confinata a episodi più brevi e più intensi. Pur non fornendo ancora una risposta definitiva, i nuovi risultati offrono sicuramente ai ricercatori uno strumento migliore per perseguire la risposta.

"Penso che collettivamente abbiamo semplificato eccessivamente Marte", afferma John. Spiega che gli scienziati planetari tendevano a pensare che solo pochi tipi di minerali argillosi su Marte siano stati creati durante il suo periodo umido, quindi quando l'acqua si è gradualmente asciugata, i sali sono stati prodotti in tutto il pianeta.

Questa nuova mappa mostra che è più complicata di quanto si pensasse in precedenza. Sebbene molti dei sali marziani si siano formati probabilmente più tardi delle argille, la mappa mostra molte eccezioni in cui vi è un'intima mescolanza di sali e argille e alcuni sali che si presume siano più antichi di alcune argille.

"L'evoluzione da molta acqua a niente acqua non è così chiara come pensavamo, l'acqua non si è fermata da un giorno all'altro. Vediamo un'enorme diversità di contesti geologici, in modo che nessun processo o semplice sequenza temporale possa spiegare l'evoluzione di la mineralogia di Marte. Questo è il primo risultato del nostro studio. Il secondo è che se si escludono i processi vitali sulla Terra, Marte mostra una diversità di mineralogia in contesti geologici proprio come la Terra", afferma.

In altre parole, più guardiamo da vicino, più complesso diventa il passato di Marte.

The OMEGA and CRISM instruments are ideally suited to this survey. Their datasets are highly complementary, working over the same wavelength range, and sensitive to the same minerals. CRISM uniquely provides high resolution spectral imaging of the surface (down to 15m/pixel) for highly localized patches of Mars, and makes it the most suitable for mapping small regions of interests, such as rover landing sites. For example, the mapping shows that Jezero crater where NASA's 2020 Perseverance rover is currently exploring, displays a rich variety of hydrated minerals.

OMEGA, on the other hand, provides global coverage of Mars at higher spectral resolution and with a better signal-to-noise ratio. This makes it better suited for global and regional mapping, and discriminating between the different alteration minerals.

The results are presented in a pair of papers published in Icarus and written by John, Lucie Riu and colleagues. Lucie was at the Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), Japanese Aerospace eXploration Agency (JAXA), Sagamihara, Japan, when part of the work was performed but is now an ESA Research Fellow at ESA's European Space Astronomy Center (ESAC) in Madrid.

With the basic detections in hand, Lucie decided to take the next step and quantify the amounts of the minerals that were present. "If we know where, and in which percentage each mineral is present, it gives us a better idea of how those minerals could have been formed," she says.

This work also gives mission planners some great candidates for future landing sites—for two reasons. First, the aqueous minerals still contain water molecules. Together with known locations of buried water-ice, this provides possible locations for extracting water for In-situ Resource Utilization, key to the establishment of human bases on Mars. Clays and salts are also common building material on Earth.

Second, even before humans go to Mars, the aqueous minerals provide fantastic locations in which to perform science. As part of this mineral mapping campaign, the clay-rich site of Oxia Planum was discovered. These ancient clays include the iron and magnesium rich minerals of smectite and vermiculite. Not only can they help unlock the planet's past climate, but they are perfect sites to investigate whether life once began on Mars. As such, Oxia Planum was proposed and finally selected as the landing site for ESA's Rosalind Franklin rover.

"This is what I am interested in, and I think this kind of mapping work will help open up those studies going forward," says Lucie.

As ever when dealing with the Mars, the more we learn about the planet, the more fascinating it becomes. + Esplora ulteriormente

Mars Reconnaissance Orbiter releasing one of its last rainbow-colored maps