L'acqua su Marte potrebbe essere intrappolata nel sottosuolo

Miliardi di anni fa Marte ospitava laghi e oceani e il suo aspetto era molto lontano dalla landa rocciosa che conosciamo oggi, gli scienziati stanno ancora cercando di capire dove sia andata a finire tutta l'acqua presente sul pianeta.

Si pensava che la maggior parte di essa fosse andata perduta nello spazio, ma un nuovo studio finanziato dalla NASA sembrerebbe indicare che la storia non sia andata proprio in questo modo. L'acqua potrebbe essere intrappolata all'interno dei minerali presenti nella crosta di Marte.

Immagine - Rappresentazione artistica della presenza di acqua su Marte. Credits: NASA Goddard Space Flight Center.

«Stiamo dicendo che nella la crosta sono presenti quelli che chiamiamo minerali idrati, quindi minerali che contengono effettivamente acqua nella loro struttura cristallina», scrive la dott.ssa Eva Scheller, autrice principale del nuovo articolo pubblicato sulla rivista Science.

Secondo il modello illustrato dalla dott.ssa Scheller la quantità di acqua presente su Marte rimasta intrappolata all'interno di questi minerali potrebbe essere un valore compreso tra il 30 e il 99% dell'acqua iniziale del pianeta.

Si pensava che l'acqua presente su Marte fosse sufficiente a coprire l'intero pianeta.

Poiché il pianeta rosso ha perso il campo magnetico all'inizio della sua storia, la sua atmosfera è diventata sempre più rarefatta, i ricercatori hanno pertanto ipotizzato che l'acqua sia scomparsa da Marte proprio a causa della rarefazione della sua atmosfera.

L'acqua del pianeta è andata completamente perduta nello spazio?

Ma gli autori del nuovo studio ritengono che nel momento in cui una parte dell'acqua andava perduta nello spazio un'altra parte rimaneva sul pianeta.

Utilizzando le osservazioni fatte dai rover su Marte il team si e concentrato sull'idrogeno, elemento chimico che rappresenta una componente chiave dell'acqua.

Ci sono diversi tipi di atomi di idrogeno. La maggior parte ha un solo protone nel nucleo, ma una piccola frazione, circa lo 0,02%, ha sia un protone sia un neutrone e ciò rende tali atomi più pesanti. Questi atomi di idrogeno sono noti come deuterio, anche definito come idrogeno "pesante".

Poiché il tipo di idrogeno più leggero sfugge all'atmosfera del pianeta ad un ritmo più veloce, la perdita della maggior parte dell'acqua nello spazio lascerebbe relativamente più deuterio alle sue spalle.

Ma data la quantità di acqua con cui si ritiene che il pianeta abbia avuto inizio e considerato l'attuale tasso di fuoriuscita dell'idrogeno dall’atmosfera osservato dai veicoli spaziali, l'attuale rapporto deuterio-idrogeno non può essere spiegato solo dalla perdita di tale elemento chimico attraverso l’atmosfera.

Immagine 1 - Rappresentazione schematica delle ipotesi dei ricercatori per i periodi noachiano (il periodo che va dai 4,1 miliardi ai 3,7 di anni fa), esperiano (dai 3,7 ai 3 miliardi di anni fa) e amazzoniano (dai 3 miliardi di anni fa ad oggi). (Scheller et al., Science, 2021).

Perdita permanente

Gli autori dello studio sostengono invece che si è avuta una combinazione di due meccanismi: la cattura dell'acqua nei minerali nella crosta del pianeta e la perdita di acqua nell'atmosfera.

«Ogni volta che una roccia interagisce con l'acqua, inizia una serie di reazioni molto complesse che formano un minerale idrato", scrive Scheller. Questo processo, chiamato "meteorizzazione chimica", avviene anche sulla Terra, ad esempio con l’argilla, sostanza trovata anche su Marte.

Mentre sul nostro pianeta i vulcani riciclano l'acqua nell'atmosfera, su Marte ciò non avviene poichè non sono presenti placche tettoniche; l'assenza di fenomeni vulcanici rende quindi permanenti i cambiamenti.

Secondo le simulazioni effettuate dagli scienziati il pianeta ha perso la maggior parte dell’acqua tra i 4 e i 3,7 miliardi di anni fa, ciò significa che «L’aspetto di Marte è rimasto più o meno lo stesso negli ultimi 3 miliardi di anni», aggiunge Scheller.

Immagine 2 - Credits: California Institute of Technology.

La ricercatrice è entusiasta di ciò che il rover Perseverance, atterrato il mese scorso per una missione scientifica pluriennale sul pianeta rosso, potrebbe essere in grado di fare per il progresso della ricerca scientifica.

«Il rover Perseverance in realtà indagherà esattamente su tali processi e sulle reazioni che causano il “sequestro” dell'acqua nella crosta», aggiunge la dott.ssa Scheller.

Il modello dei ricercatori contiene più scenari, che dovranno essere confrontati con i nuovi dati acquisiti dal rover.

«Saremo in grado di dire: queste parti del modello non funzionano bene e queste parti invece vanno bene, questo ci aiuterà ad avvicinarci sempre di più alla risposta», scrive Scheller.

Riferimenti

Lo studio "Long-term Drying of Mars Caused by Sequestration of Ocean-scale Volumes of Water in the Crust" è stato pubblicato sulla rivista Science.