Credit: NASA/Goddard Space Flight Center/Arizona State University/Brown University
Il calore prodotto da un vulcano in eruzione sotto un immenso ghiacciaio, potrebbe aver creato grandi laghi di acqua liquida su Marte in un passato recente e quindi, potenziali ambienti abitabili.
Il un articolo, pubblicato sulla rivista Icarus, un gruppo di ricercatori della Brown University ha calcolato quanta acqua poteva essere presente nei pressi del grande vulcano Arsia Mons e per quanto tempo.
Secondo il team di geologi, le pendici del vulcano marziano gigante potrebbero aver ospitato uno degli ambienti abitabili più recenti del Pianeta Rosso.
Volcano–ice interactions in the Arsia Mons tropical mountain glacier deposits [abstract]
Fan-shaped deposits (FSD) superposed on the sides of the Tharsis Montes volcanic edifices are widely interpreted to have been formed by cold-based glaciation during the Late Amazonian, a period when the Tharsis Montes were volcanically active.
We survey the ∼166,000 km2 Arsia Mons FSD using new, high-resolution image and topography data and describe numerous landforms indicative of volcano–ice interactions. These include
(1) steep-sided mounds, morphologically similar to terrestrial tindar that form by subglacial eruptions under low confining pressure;
(2) steep-sided, leveed flow-like landforms with depressed centers, interpreted to be subglacial lava flows with chilled margins;
(3) digitate flows that we interpret as having resulted from lava flow interaction with glacial ice at the upslope margin of the glacier;
(4) a plateau with the steep sides and smooth capping flow of a basaltic tuya, a class of feature formed when subglacial eruptions persist long enough to melt through the overlying ice; and
(5) low, areally extensive mounds that we interpret as effusions of pillow lava, formed by subglacial eruptions under high confining pressure.
Together, these eruptions involved hundreds of cubic kilometers of subglacially erupted lava; thermodynamic relationships indicate that this amount of lava would have produced a similar volume of subglacial liquid meltwater, some of which carved fluvial features in the FSD. Landforms in the FSD also suggest that glaciovolcanic heat transfer induced local wet-based flow in some parts of the glacier.
Glaciovolcanic environments are important microbial habitats on Earth, and the evidence for widespread liquid water in the Amazonian-aged Arsia Mons FSD makes it one of the most recent potentially habitable environments on Mars. Such environments could have provided refugia for any life that developed on Mars and survived on its surface until the Amazonian.
Quasi due volte più alto dell'Everest, Arsia Mons è il terzo vulcano più alto di Marte e una delle più grandi montagne del Sistema Solare.
Il nuovo studio dimostrerebbe che, le eruzioni lungo il fianco nord-ovest del vulcano sarebbero avvenute quando la stessa regione era coperta da un ghiacciaio, circa 210 milioni di anni fa (tardo Amazzoniano, che si estende dai 1.800 milioni di anni fa ad oggi).
In quell'occasione, il calore generato dalle eruzioni avrebbe sciolto enormi quantità di ghiaccio, formando dei laghi.
I laghi coperti di ghiaccio di Arsia Mons avrebbero contenuto centinaia di chilometri cubi di acqua, secondo i calcoli di Kat Scanlon, studente laureato alla Brown che ha guidato il lavoro, e dove c'è acqua, c'è una possibilità di vita.
"Questo è interessante perché è un modo per ottenere un sacco di acqua liquida molto recente su Marte", ha detto Scanlon.
Anche se "210 milioni di anni fa" possono sembrare molto tempo fa, in termini geologici coinvolgono un periodo piuttosto vicino e sicuramente molto più giovane degli ambienti abitabili scoperti da Curiosity a Yellowknife Bay più vecchi di 2,5 miliardi di anni (del periodo Esperiano che va dai 3.500 ai 1.800 milioni di anni fa), o da Opportunity con la roccia Esperance (del periodo Noachiano, tra i 3700 e 4000 milioni di anni fa).
Il fatto che il sito Arsia Mons è relativamente giovane, lo rende sicuramente un target interessante per le esplorazioni future.
"Se i segni di vita passata sono disponibili in luoghi più antichi, Arsia Mons sarebbe il prossimo posto dove vorrei andare", ha dichiarato Scanlon.
E' dal 1970 che gli scienziati hanno ipotizzato la presenza di ghiaccio glaciale sul versante nord-ovest di Arsia Mons, una teoria che ha ricevuto ulteriori conferme quando, nel 2003, Jim Head, geologo della Brown, e David Marchant, della Boston University, hanno dimostrato che il terreno intorno ad Arsia Mons appare sorprendentemente simile alle morfologie lasciate dai ghiacciai che scivolano nella valli secche dell'Antartide. Creste parallele che corrono verso il fondo della montagna simili alle morene, cumuli di macerie depositate ai bordi di un ghiacciaio sfuggente e un insieme di piccole colline nella regione, tutto sembra testimoniare che quei detriti sono stati lasciati dal lento flusso dei ghiacciai.
L'idea dei ghiacciai ha ottenuto un'ulteriore spinta grazie ai modelli climatici sviluppati di recente per Marte che tengono conto dei cambiamenti di inclinazione dell'asse del pianeta: durante i periodi di maggiore inclinazione, il ghiaccio, che ora si trova ai poli, avrebbe migrato verso l'equatore. Ciò avrebbe trasformato le montagne giganti alle medie latitudini, come Ascraeus Mons, Pavonis Mons e Arsia Mons, nel posto ideale per la glaciazione di circa 210 milioni di anni fa.
Head, Marchant e Lionel Wilson del Lancaster Environmental Centre nel Regno Unito, insieme a Scanlon, hanno cercato le prove che la lava vulcanica fluiva nella zona allo stesso tempo in cui erano presenti i ghiacciai.
Utilizzando i dati provenienti dal Mars Reconnaissance Orbiter della NASA, Scanlon ha scoperto formazioni laviche simili a quelle che si formano sulla Terra quando la lava erutta sul fondo di un oceano, individuando anche quelle creste e cumuli, caratteristici del nostro pianeta, quando una colata lavica è vincolata dal ghiaccio glaciale.
La pressione dello strato di ghiaccio limita il flusso di lava, mentre l'acqua di fusione glaciale raffredda la lava che erutta in frammenti di vetro vulcanico, formando cumuli e creste con fianchi ripidi e cime piatte.
L'analisi ha anche provato la presenza di un fiume formatosi con una massiccia inondazione, cosa che avviene quando l'acqua, intrappolata in un ghiacciaio, viene liberata improvvisamente.
Sulla base delle dimensioni delle formazioni, Scanlon ha stimato quanta lava avrebbe interagito con il ghiacciaio e per quanto tempo.
Uno dei depositi avrebbero creato laghi contenenti circa 40 chilometri cubi di acqua ciascuno, mentre un'altra formazione avrebbero generato circa 20 chilometri cubi di acqua.
L'acqua, anche coperta dal ghiaccio, sarebbe rimasta liquida per diverso tempo: i laghi avrebbero potuto persistere per centinaia o addirittura migliaia di anni, abbastanza a lungo per essere colonizzati da forme di vita microbiche.
Così, alla luce di questa ricerca, sembra possibile che ambienti abitabili naturali esistevano su Marte in un passato relativamente recente oltre al fatto che, Head sottolinea che, alcuni di quei ghiacciai potrebbero essere ancora lì coperti di macerie.
"Il cratere Remnant ed alcune creste suggeriscono fortemente che alcuni resti di ghiaccio glaciale siano sepolti sotto roccia e detriti del suolo", ha detto. "Questo è interessante da un punto di vista scientifico perché probabilmente in minuscole bolle è conservato un campione dell'atmosfera di Marte di centinaia di milioni di anni fa. Inoltre, un deposito di ghiaccio esistente potrebbe anche essere una fonte di acqua sfruttabile per la futura esplorazione umana futura".