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Nuove interessanti scoperte su Marte

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di Luciana Ziino

Il pianeta rosso, molto affollato di questi tempi, ci ha sorpreso nuovamente. Nella sua atmosfera è stato rilevato un nuovo gas, il cloruro di idrogeno (HCl). La scoperta porta la firma del Trace Gas Orbiter di ExoMars, la missione congiunta dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e della russa Roscosmos, già in orbita da oltre tre anni. La ricerca pubblicata su Science Advances è il risultato degli studi sulla grande tempesta di polvere del 2018, dove il gas è stato individuato per la prima volta. L’obiettivo dei ricercatori era trovare gas a base di cloro e zolfo per capire se il pianeta fosse ancora vulcanicamente attivo. Ma il cloruro di idrogeno rilevato non poteva essere di natura vulcanica, perché era stato trovato contemporaneamente in zone molto distanti tra loro e non era accompagnato da altri indicatori di attività vulcanica.

Allora i ricercatori si sono chiesti quale fosse l’origine di questo gas. La formazione della molecola sarebbe una conseguenza delle grandi tempeste di polvere che si verificano sul pianeta rosso: il sale marino, rimasto sulla superficie di Marte dopo il prosciugamento dell’acqua che un tempo ricopriva parte del pianeta, viene sollevato in aria dai forti venti. Qui il cloruro di sodio interagisce con l’acqua, rilasciando cloro. Quest’ultimo reagisce con altre molecole contenenti idrogeno e forma l’HCl. Sarà poi la radiazione solare a separare i due atomi, facendo ritornare il cloro sulla superficie. Dunque, si tratta di un nuovo ciclo chimico, che gli scienziati stanno continuando a studiare, analizzando i dati relativi alla successiva tempesta di polvere, avvenuta nel 2019.

Grafico che mostra il potenziale nuovo ciclo chimico rilevato su Marte. Crediti: ESA.

Ma le ricerche della missione ExoMars non finiscono qui. A bordo del Trace Gas Orbiter c’è uno strumento interamente dedicato allo studio dell’atmosfera di Marte, supportato dall’Agenzia Spaziale Italiana. Si chiama NOMAD (acronimo di Nadir and Occultation for Mars Discovery) ed è un insieme di spettrometri ad alta risoluzione in grado di analizzare con grande dettaglio i gas che compongono l’atmosfera e individuare composti presenti in essa anche in bassissime concentrazioni.

NOMAD ha osservato il percorso del vapore acqueo nell’atmosfera marziana allo scopo di comprendere il meccanismo di fuga dell’acqua dalla superficie del pianeta. È ormai certo che Marte ospitasse in un lontano passato laghi e fiumi. Una parte di questa acqua è ancora presente sotto forma di ghiaccio nelle calotte polari o intrappolata nel sottosuolo, ma gran parte di essa non c’è più. Per capire come il pianeta si sia trasformato da mondo caldo e umido in ambiente arido e freddo è fondamentale studiare la perdita d’acqua che ancora oggi si verifica, sotto forma di idrogeno e ossigeno in forma gassosa che sfuggono dalla sua tenue atmosfera, liberandosi nello spazio. E il meccanismo deve essere studiato sia al variare delle stagioni che su tempi più lunghi.

La chiave per capire la storia dell’acqua su Marte è lo studio del vapore acqueo e dell’acqua “semi-pesante”, dove un atomo di idrogeno è sostituito da uno di deuterio [1]. Le misurazioni effettuate da NOMAD hanno mostrato che il rapporto deuterio/idrogeno varia fortemente al variare delle stagioni e dell’altitudine.

Rappresentazione schematica del meccanismo alla base della ‘fuga’ di acqua dalla superficie di Marte, ricostruito grazie alla sonda TGO. Crediti: ESA.

«È interessante notare come i dati mostrino, una volta che l’acqua è completamente vaporizzata, soprattutto un generale arricchimento in acqua semi-pesante, e un rapporto D/H sei volte maggiore di quello della Terra in tutti i luoghi dove si trovano riserve idriche su Marte, confermando che grandi quantità di acqua sono state perse nel tempo», dice Giancarlo Bellucci, coautore dell’articolo e alla guida del team scientifico italiano dello strumento Nomad. «Le osservazioni di Nomad suggeriscono quindi che Marte ha perso gran parte della sua acqua originaria, probabilmente a causa di meccanismi di trasporto ad alta quota come quelli osservati da Nomad, dove la molecola viene poi disgregata dai raggi ultravioletti solari e dispersa nello spazio». [da un’intervista ricavata da Media INAF, cliccate per leggere l’articolo completo: NOMAD studia l’acqua in fuga da Marte]

I dati di ExoMars raccolti tra aprile 2018 e aprile 2019 hanno anche mostrato tre situazioni che hanno accelerato la perdita di acqua dall’atmosfera: la tempesta di polvere globale del 2018, una breve ma intensa tempesta regionale nel gennaio 2019 e il rilascio di acqua dalla calotta polare meridionale durante i mesi estivi. È stato inoltre osservato un pennacchio di vapore acqueo durante l’estate dell’emisfero meridionale di Marte, che potrebbe iniettare acqua negli strati superiori dell’atmosfera con cadenza sia stagionale che annuale.

Come vedete, il pianeta rosso non finisce mai di stupirci. I segreti da svelare sono ancora tanti e noi continueremo ad aggiornarvi, raccontandovi tutte le nuove scoperte su questo mondo affascinante.

[1] Il deuterio è un isotopo dell’idrogeno che ha un neutrone nel suo nucleo.

Fonti: ANSA Spazio&Astronomia, ASI, Media INAF, Phys.org, ScienceAlert.