Il punto di inizio anno su Marte

Nel corso del 2013, i rover della NASA Curiosity ed Opportunity si sono dati molto da fare per studiare la geologia e l’atmosfera di Marte. Le ricerche alla volta del monte Sharp, nel Cratere di Gale, hanno come obiettivo primario di questa missione è comprendere l’origine dei microbi presenti nell’acqua di cui le precedenti esplorazioni hanno dato testimonianza.

GEOLOGIA – Ciò che rende il Monte Sharp così peculiare è la mineralogia molto varia che, secondo gli esperti, potrebbe spiegare anche i cambiamenti repentini che l’ambiente marziano ha subito nel corso del  tempo.  Nella zona di Glenelg, dove Curiosity ha lavorato per la prima metà del 2013, il rover ha trovato le prove di un ambiente umido antico che aveva le condizioni favorevoli per la vita microbica. Ciò significa che la missione ha già raggiunto il suo obiettivo scientifico principale, nel sito Yellowknife Bay, effettivamente abitabile miliardi di anni fa. Anche Yellowknife, una baia poco profonda, è uno degli obiettivi immediati.

Ora, in che modo trovare tracce dell’acqua? Gli studiosi intendono usare il Dynamic Albedo of Neutrons (DAN). Questo strumento consente di rilevare indirettamente il contenuto di acqua presente nel terreno, analizzando il possibile scambio di molecole tra il suolo e l’atmosfera. Un modo per cercare l’acqua su Marte è individuare i neutroni che fuoriescono dalla superficie del pianeta. I raggi cosmici provenienti dallo spazio bombardano costantemente la superficie di Marte, sollecitando i neutroni in terreni e rocce. Se l’acqua liquida o congelata risulta essere presente, gli atomi di idrogeno rallentano i neutroni. Così, alcuni di essi che fuggono verso lo spazio, hanno meno energia e si muovono più lentamente. Queste particelle più lente possono essere misurate con un rivelatore di neutroni come il DAN.

Gli scienziati sanno che su Marte l’idrogeno può essere presente in due forme: nel ghiaccio d’acqua e nei sali minerali intrappolati nelle rocce. Su richiesta dell’Agenzia Spaziale Federale Russa, il Mars Science Laboratory Curiosity trasporta un generatore di neutroni pulsante – il Dynamic Albedo of Neutrons – che è abbastanza sensibile per rilevare piccoli contenuti di acqua e per risolvere i livelli di acqua e di ghiaccio eventualmente presenti sotto la superficie. Finanziato dal governo russo, lo strumento concentra un fascio di neutroni sul suolo di Marte da un’altezza di 2,6 metri. I neutroni viaggiano da 1 a 2 metri sotto la superficie: se il fascio di neutroni incontra uno strato di ghiaccio o di acqua, il DAN rileva un maggior numero di neutroni lenti riflessi. Curiosity ha studiato  gli strati sedimentari del Monte Sharp perché sono i più esposti alle firme di minerali argillosi che si formano in acqua neutra e che potrebbero sostenere l’origine e l’evoluzione di semplici forme di vita marziane, passate o presenti. L’analisi del materiale argilloso raccolto conferma che la composizione chimica è conforme a quella considerata standard per dar luogo alla vita.

L’ATMOSFERA – L’atmosfera di Marte è sottilissima e rarefatta, arrivando appena a 1% della densità che ha quella della Terra al livello del mare. Questa è la situazione odierna. È sempre stato così? Gli scienziati ritengono di no. Numerosi indizi indicano che miliardi di anni fa il Pianeta Rosso aveva un’atmosfera decisamente più densa, molto simile alla nostra. Densa a tal punto da permettere la nascita e lo sviluppo di forme di vita?

Gli scienziati non possono pronunciarsi con sicurezza in merito: sono troppe le variabili in gioco. Nonostante ciò, novità arrivano dal rover Curiosity. Durante l’assemblea generale EGU 2013, tenutasi quest’anno a Vienna, un gruppo di scienziati ha annunciato che dai dati ricavati dall’analisi dei campioni di terreno con il SAM (Sample Analysis at Mars), è stato possibile ricavare una misurazione più precisa della quantità di isotopi di argon presenti nell’atmosfera. L’argon è un significativo indicatore della composizione atmosferica di un pianeta. Si tratta “probabilmente della più chiara e robusta prova che c’è stata una pesante perdita dell’atmosfera su Marte. SAM ha scoperto che l’atmosfera di Marte contiene fino a 4 volte più Argon-36, isotopo più leggero, rispetto all’Argon-38, la versione più pesante. Questo rapporto è molto più basso rispetto a quanto era comune all’origine del Sistema Solare, in base alle misurazioni che abbiamo della stessa percentuale sul Sole e su Giove.

Le sonde Viking nel 1976 avevano effettuato prime misurazioni ma senza alcun risultato univoco. Ora abbiamo dei dati certi. Sappiamo che c’è stata una modificazione nella composizione chimica dell’atmosfera ma ignoriamo la causa.  La perdita dell’isotopo più leggero rispetto a quello più pesante, attraverso la fuga del gas dalla parte superiore dell’atmosfera, è in linea con l’ipotesi di sputtering secondo cui gli atomi vengano espulsi dall’atmosfera grazie all’impatto delle particelle cariche del vento solare. In assenza di un forte campo magnetico e specialmente all’inizio della sua storia quando questo era 300 volte più denso rispetto ad oggi, l’atmosfera di Marte sarebbe stata molto vulnerabile all’erosione causata dal vento solare.

Per ulteriori indizi dobbiamo integrare i dati di MAVEN con le analisi complementari fatte da Curiosity sulla superficie del pianeta. Solo così sarà possibile capire per quanto tempo è stata così densa, quali processi hanno causato il cambiamento. Se volete approfondire, mi è capitato di scriverci qualcosa:

Opportunity si prepara a scalare Solander Point

Gli ultimi dati di Curiosity sulle “zone abitabili” di Marte

Dimenticavo: il 3 gennaio è stato il decimo anniversario dell’atterraggio su Marte del rover della NASA Spirit.

Questa immagine a “volo d’uccello” è stata scattata nell’agosto del 2005 e combina un autoritratto di Spirit e una panoramica a mosaico della superficie di Marte ottenute dal Mars Exploration Rover Spirit. Il panorama a 360° punta sulla sommità di “Husband Hill”, dentro il Gusev Crater.

Spirit è solo la metà della leggendaria coppia che andava a formare il Mars Exploration Rover ( MER): la sua sorella gemella si chiama Opportunity ed è atterrata sul Pianeta Rosso solo  tre settimane dopo, il 24 gennaio 2004. L’obiettivo principale della missione era scandagliare il terreno per “seguire l’acqua”, intesa come potenziale fattore agevolante per la vita microbica, se mai è esistita.

Nel corso delle rispettive missioni, entrambi i robot hanno superato le aspettative degli scienziati e hanno raccolto significative informazioni sulla storia geofisica di Marte, una successione di periodi umidi dall’ampio scorrimento termico, che spiegherebbe quella strane nebbioline di vapore, dune in movimento, tempeste di polvere e forti precipitazioni che   rendono la superficie di Marte un luogo decisamente dinamico con il trascorrere delle stagioni. Una galleria di immagini molto bella si trova a questo link:http://www.space.com/24154-mars-rovers-10-years-anniversary.html.

(Photocredit: NASA / JPL – Caltech / Cornell).

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