L'odierno Marte è un deserto ghiacciato, più freddo e più arido dell'Antartide, e gli scienziati sono abbastanza sicuri che sia stato così per almeno gli ultimi 3 miliardi di anni. Ciò rende una vasta rete di valli scolpite dall'acqua sui fianchi di un cratere da impatto chiamato Lyot, che si è formato da qualche parte tra 1,5 miliardi e 3 miliardi di anni fa, qualcosa di un mistero marziano. Non è chiaro da dove provenga l'acqua.

Ora, un team di ricercatori della Brown University ha offerto quella che considerano la spiegazione più plausibile di come si siano formate le reti della valle di Lyot. Concludono che al momento dell'impatto di Lyot, la regione era probabilmente ricoperta da uno spesso strato di ghiaccio. Il gigantesco impatto che ha formato il cratere di 225 chilometri ha fatto esplodere tonnellate di roccia rovente su quello strato di ghiaccio, fondendolo abbastanza da scolpire le valli poco profonde.

"Sulla base della probabile posizione dei depositi di ghiaccio durante questo periodo della storia di Marte, e la quantità di acqua di disgelo che avrebbe potuto essere prodotta dall'atterraggio di Lyot su una calotta di ghiaccio, pensiamo che questo sia lo scenario più plausibile per la formazione di queste valli" ha detto David Weiss, un recente dottorato di ricerca laureato alla Brown e autore principale dello studio.

Weiss è co-autore dello studio, che è pubblicato in Lettere di ricerca geofisica , con il consigliere e professore di scienze planetarie Brown Jim Head, insieme ai compagni di corso Ashley Palumbo e James Cassanelli.

Ci sono molte prove che un tempo l'acqua scorreva sulla superficie marziana. Reti di valli scolpite dall'acqua simili a quelle di Lyot sono state trovate in diverse località. Ci sono anche prove di antichi sistemi lacustri, come quelli al Gale Crater, dove il rover Curiosity della NASA sta attualmente esplorando, e al Jezero Crater, dove potrebbe atterrare il prossimo rover.

La maggior parte di queste caratteristiche superficiali legate all'acqua, però, risalgono a molto presto nella storia di Marte:le epoche conosciute come Noachian e Hesperian, che si è conclusa rispettivamente circa 4 miliardi e 3 miliardi di anni fa. Da circa 3 miliardi di anni fa ad oggi, Marte è stato in un periodo secco chiamato Amazzonia.

Le reti di valli a Lyot sono quindi un raro esempio di attività idrica superficiale più recente. Gli scienziati hanno datato il cratere stesso all'Amazzonia, e le reti di valli sembrano essersi formate nello stesso periodo o poco dopo l'impatto. Quindi la domanda è:da dove veniva tutta quell'acqua durante l'arida Amazzonia?

Gli scienziati hanno ipotizzato una serie di potenziali spiegazioni, e i ricercatori Brown hanno deciso di indagare su alcuni dei principali.

Una di quelle possibili spiegazioni, Per esempio, è che potrebbe esserci stato un vasto serbatoio di acque sotterranee quando si è verificato l'impatto di Lyot. quell'acqua, liberato dall'impatto, avrebbe potuto scorrere in superficie lungo la periferia del cratere e scolpire le valli. Ma sulla base di prove geologiche, dicono i ricercatori, quello scenario è improbabile

"Se queste fossero formate da scarichi profondi di acque sotterranee, che l'acqua sarebbe defluita anche nel cratere stesso, "Ha detto Weiss. "Non vediamo alcuna prova che ci fosse acqua presente all'interno del cratere."

I ricercatori hanno anche esaminato la possibilità di effetti atmosferici transitori a seguito dell'impatto di Lyot. Una collisione di queste dimensioni avrebbe vaporizzato tonnellate di roccia, mandando nell'aria un pennacchio di vapore. Mentre quel pennacchio caldo interagiva con l'atmosfera fredda, potrebbe aver prodotto precipitazioni che, secondo alcuni scienziati, potrebbero aver scolpito le valli.

Ma quello, pure, sembra improbabile, hanno concluso i ricercatori. Qualsiasi pioggia relativa al pennacchio sarebbe caduta dopo che il materiale espulso dall'impatto roccioso si era depositato all'esterno del cratere. Quindi se l'acqua piovana scolpisse le valli, ci si aspetterebbe di vedere valli che tagliano lo strato di materiale espulso. Ma non ci sono quasi valli direttamente sull'ejecta di Lyot. Piuttosto, Palumbo ha detto, "La stragrande maggioranza delle valli sembra emergere da sotto l'ejecta sulla sua periferia esterna, che getta seri dubbi sullo scenario delle acque piovane".

Ciò ha lasciato ai ricercatori l'idea che l'acqua di fusione, prodotto quando il materiale espulso caldo interagiva con una superficie ghiacciata, scolpito le valli di Lyot.

Secondo i modelli della storia del clima di Marte, il ghiaccio ora intrappolato principalmente ai poli del pianeta spesso migrava nelle regioni di media latitudine dove si trova Lyot. E ci sono prove che suggeriscono che una calotta glaciale fosse effettivamente presente nella regione al momento dell'impatto.

Alcune di queste prove provengono dalla scarsità di crateri secondari a Lyot. I crateri secondari si formano quando grossi pezzi di roccia esplosi in aria durante un grande impatto ricadono in superficie, lasciando un'infarinatura di piccoli crateri che circondano il cratere principale. A Lyot, ci sono molti meno crateri secondari di quanto ci si aspetterebbe, dicono i ricercatori. La ragione di ciò, suggeriscono, è che invece di atterrare direttamente in superficie, ejecta da Lyot è atterrato su uno spesso strato di ghiaccio, che gli impediva di scavare la superficie sotto il ghiaccio. Sulla base del terreno sul lato settentrionale di Lyot, il team stima che lo strato di ghiaccio avrebbe potuto avere uno spessore compreso tra 20 e 300 metri.

L'impatto di Lyot avrebbe sputato tonnellate di roccia su quello strato di ghiaccio, alcuni dei quali sarebbero stati riscaldati a 250 gradi Fahrenheit o più. Utilizzando un modello termico di tale processo, i ricercatori stimano che l'interazione tra quelle rocce calde e una calotta glaciale superficiale avrebbe prodotto migliaia di chilometri cubi di acqua di disgelo, abbastanza facilmente da scolpire la valle vista a Lyot.

"Ciò che questo mostra è un modo per ottenere grandi quantità di acqua liquida su Marte senza la necessità di un riscaldamento dell'atmosfera e delle acque sotterranee liquide, "Cassanelli ha detto. "Quindi pensiamo che questa sia una buona spiegazione per come si ottengono questi canali che si formano nell'Amazzonia".

Ed è possibile, Testa dice, che questo stesso meccanismo avrebbe potuto essere importante prima dell'Amazzonia. Alcuni scienziati pensano che anche nelle prime epoche noachiana ed esperiana, Marte era ancora piuttosto freddo e ghiacciato. Se così fosse, allora questo meccanismo dell'acqua di disgelo potrebbe anche essere stato responsabile di almeno alcune delle più antiche reti di valli su Marte.

"È certamente una possibilità che vale la pena indagare, "disse la testa.