Due rover, una sola storia: il passato di Marte

Curiosity sol 223 Navcam left B - 360 panorama

Curiosity sol 223 Navcam left B - 360 panorama
"Courtesy NASA/JPL-California Institute of Tecnology" processing 2di7 & titanio44

Nonostante si trovino in posizioni così diverse, i due rover della NASA, Curiosity ed Opportunity, hanno un obiettivo in comune: caratterizzare le interessantissime zone in cui si trovano.
Quello che interessa agli scienziati è avere un'idea della stratigrafia delle due aree per comprenderne meglio l'evoluzione.

Curiosity, durante la sua traversata ha avuto una grande occasione: il percorso di 500 metri eseguito, lo ha portato a scendere di circa 15 metri di quota, spiegano i diversi abstract pubblicati sul sito lpi.usra.edu e il report pubblicato da Emily Lakdawalla sul Lunar and Planetary Science Conference.

Katie Stack, geologa della Caltech University, ha spiegato che nei i primi 400 metri percorsi, la roccia esposta era irregolare ed intermittente, mentre qualcosa è iniziato a cambiare dopo il posto chiamato Bathurst.

Curiosity route map to sol 157
Credit: NASA / JPL / UA / Phil Stooke

Lungo la prima parte della traversata, cioè nella zona irregolare ed intermittente, il rover ha incontrato molti conglomerati ed arenarie. Questi affioramenti contengono ciottoli diversi per forma e colore, una cosa che succede in genere quando si è in presenza di un rapido flusso d'acqua.

Rebecca Williams, del Planetary Science Institute di Tucson, ha dichiarato che questi ciottoli molto arrotondati, hanno una dimensione media dai 5 ai 10 millimetri e una distribuzione tipica dei ciottoli fluviali.
Tutti i dati fanno pensare ad un corso d'acqua profondo dai 0,03 ai 0,9 metri, con portata da 0,2 a 0,75 metri al secondo, che rappresenterebbero probabilmente i suoi valori più bassi.

Curiosity si è lasciato alle spalle questo tipo di sedimenti prima di arrivare a Jake Matijevic, il che vuol dire che non li ha mai analizzati realmente con gli strumenti a disposizione. Ricordiamo, infatti, che questa roccia è stato il primo target selezionato per effettuare i test con il braccio robotico, lo spettrometro Alpha Particle X-Ray e il laser della ChemCam.

Da Rocknest in poi il rover è entrato in aree sempre più interessanti, fino ad arrivare all'unità Sheepbed che è quella dove si trova ora.

Quindi, come interpretare questa singolare distribuzione geologica? Le considerazioni sono ampie e richiedono diverse ipotesi.

La stratigrafia consente ai geologi di valutare il posizionamento reciproco dei vari strati, per determinare l'età relative e i processi coinvolti nella creazione delle rocce.
Per le rocce con una stratificazione orizzontale, esiste la regola della sovrapposizione degli stati che ci consente di stabilire che le rocce sottostanti sono più anziane di quelle più in superficie. Se intervengono processi come la creazione di montagne, frane o erosione in genere che interrompe la sequenza di stratificazione, la determinazione dell'età relativa non può essere più utilizzata (cit. Stratigrafia).

La creazione delle colonne stratigrafiche in 2D della traversata di Curiosity non è perciò così banale anche perché è abbastanza improbabile che il cratere Gale fosse liscio e piatto e i sedimenti si siano depositati semplicemente l'uno sull'altro.

Gale Cratere - tre possibili modelli di stratificazioni

Source: lpi.usra.edu

Il letto del cratere Gale era sicuramente una superficie erosa e complessa, con certe altimetrie: così, alcuni sedimenti si sarebbero depositati in certi punti e non in altri e, non tutti contemporaneamente.

Il primo modello proposto segue rigorosamente l'orizzontalità e la sovrapposizione; mentre, una seconda interpretazione, potrebbe considerare due sedimenti distinti, quello di Yellowknife Bay a grana più fine con sedimenti fluviali stratificati e quello di Rise Bradbury (Bradbury Landing), conglomerati e sabbie da conoide alluvionale. Queste due pile di materiali potrebbe essere state depositate in qualsiasi ordine temporale. Una terza ipotesi, quella più condivisa, è che Yellowknife Bay è composto da rocce stratificate ma che il materiale su Rise Bradbury è una sorta di copertura superficiale su una collina preesistente.

Three interpretations of Yellowknife Bay and Bradbury Rise stratigraphy

Credit: Katie Stack

Perché tanta premura nell'identificare il modello migliore? Perché dopo la conferma che l'ambiente marziano poteva supportare la vita, c'è la necessità di collocare su scala temporale questo periodo.
Poiché il Monte Sharp è pensato per essere il deposito di sedimenti che un tempo riempiva il catere Gale, se la formazione di Sheepbed è successiva, allora l'abitabilità di Marte è relativamente recente nella storia geologica del pianeta; viceversa, se la sua formazione arriva da sotto Rise Bradbury allora, l'abitabilità di Marte è più antica. Tuttavia, purtroppo questo punto potrebbe rimanere un mistero irrisolto, almeno per ora.

Un po' più in la su Marte, Opportunity sta vagando in uno dei luoghi più antichi mai visitati da un rover, datato al periodo Noachiano, più precisamente tra i 3700 e 4000 milioni di anni fa, confermando la presenza di smectiti del tutto simili a quelle presenti nell'unità Sheepbed di Curiosity.

Purtroppo per il Mars Exploration Rover MER B i dati ottenuti non riescono a fornire prove definitive, avendo perso l'operatività di due strumenti: lo spettrometro Mini-TES e Mössbauer. Quindi, munito del solo Microscopic Imager (MI), spettrometro Alpha Particle X-ray (APXS) e PanCam, alla fine fa come un buon geologo: passeggia ed osserva il bordo del cratere Endeavour.

Le immagini a diverse lunghezze d'onda della PanCam, però, possono offrire informazioni geologiche utili.

Le rocce di Cape York, così antiche, sono state sollevate nella loro posizione attuale dall'impatto del cratere Endeavour.

La formazione chiamata Grasberg, invece, sembra essere ancora più antica e la sua composizione non ha nulla in comune con il resto. Non è una spiaggia sabbiosa ma è un materiale a grana molto fine (così fine che il Microscopic Imager non riesce a vedere i grani). Presenta "un sacco di soluzioni alcaline e cloro" ed è "molto simile alle rocce "Clovis", che Spirit aveva osservato a Columbia Hills. Gli scienziati suggeriscono che forse potrebbe essere costituita da un materiale portato dal vento, tipo la cenere vulcanica. Comunque, qualunque cosa sia, non è una pietra arenaria.

Source: SMECTITES ON CAPE YORK, MATIJEVIC HILL, MARS, AS OBSERVED AND CHARACTERIZED
BY CRISM AND OPPORTUNITY (1286.pdf)

Più avanti il rover ha incontrato la breccia Shoemaker Ridge, probabilmente causata dall'impatto. Questa roccia è forse ma non necessariamente, associata alla formazione di cratere Endeavour. Sotto c'è Whitewater Lake.

Credit: NASA/JPL-Caltech/UA/JHUAPL

Ma che cosa è Whitewater Lake? E' a grana molto fine e non c'è nulla circa la sua consistenza (almeno, nulla che Opportunity è in grado di rilevare) che ci può dire come si è formata. La sua fine granulometria significa che se si tratta di qualcosa derivato da sedimenti e non ha avuto niente a che fare con la formazione del cratere.
Pertanto, si pensa che sia più grande di Endeavour e questo lo rende molto vecchio.

Steve Squyres, Barbara Cohen e Ray Arvidson, tutti, hanno dichiarato che Whitewater Lake è dove i dati orbitali indicano argilla, con una mancanza sconcertante di ferro osservata da APXS.

Quindi, tutto ci dice che Opportunity è sopra minerali argillosi ma il rover ancora non è riuscito a confermarli. Ma questo poco importa, ha detto Squyres, Opportunity è seduto su "l'ambiente più abitabile che è abbiamo visto" durante la missione.

Ma anche un altro dettaglio rimane misterioso: di cosa sono composte le "newberries".
Whitewater Lake è assolutamente pieno di queste cose rotonde che sembrano un po 'come i classici mirtilli marziani ma non sono assolutamente di ematite. Almeno, non del tutto. Rocce piene di newberries sembrano essere della stessa composizione di quelle che non ne hanno.

Matt Golombek, del Jet Propulsion Laboratory, ha spiegato che queste bacche hanno una scorza, alla squadra piace definirle "croccanti fuori e morbide nel mezzo" e, che la scorza probabilmente ha una coposizione distinta un po' arricchita di ferro, ma non all'interno. Il team proverà alcuni trucchi con lo strumento abrasione e l'APXS per cercare di capire la loro storia. Di certo, il loro interno ha una struttura particolare: sembra che non ce ne sia una uguale all'altra ma ciascuna presenta comunque un pattern caratteristico.