Credit: Joseph Xu, Michigan Engineering Communications & Marketing
La fotocamera ad alta risoluzione Experiment High Resolution Imaging Science (HiRISE) a bordo della sonda della NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) ha ripreso diverse volte quelle che potrebbero essere le tracce di un liquido in grado scorrere oggi sulla superficie di Marte per brevi periodi. Studi precedenti avevano associato alcuni comportamenti dei terreni terrestri più difficili al suolo ed alle condizioni ambientali marziane. Noi abbiamo scritto molte volte che anche nella storia delle immagini raw dei rover sembrano esserci le tracce di saltuari episodi di acqua in superficie, a seconda delle stagioni.
Ora, un gruppo di ricercatori dell'Università del Michigan ha dimostrato con un esperimento pratico, che alcune quantità di acqua allo stato liquido potrebbero formarsi sul pianeta nonostante le temperature rigide.
Experimental evidence for the formation of liquid saline water on Mars [abstract]
Evidence for deliquescence of perchlorate salts has been discovered in the Martian polar region while possible brine flows have been observed in the equatorial region. This appears to contradict the idea that bulk deliquescence is too slow to occur during the short periods of the Martian diurnal cycle during which conditions are favorable for it. We conduct laboratory experiments to study the formation of liquid brines at Mars environmental conditions. We find that when water vapor is the only source of water, bulk deliquescence of perchlorates is not rapid enough to occur during the short periods of the day during which the temperature is above the salts’ eutectic value, and the humidity is above the salts’ deliquescence value. However, when the salts are in contact with water ice, liquid brine forms in minutes, indicating that aqueous solutions could form temporarily where salts and ice co-exist on the Martian surface and in the shallow subsurface.
La sua presenza attuale su Marte non è così promettente come, invece, lasciano sperare i grandi oceani sotterranei delle lune del nostro Sistema Solare ma il pianeta rimane, comunque, uno dei pochi posti dove gli scienziati hanno individuato segni promettenti.
Anche alcune immagini scattate dal Mars Phoenix sembravano mostrare goccioline liquide depositate sulle gambe del lander.
Di fatto però, ad oggi, nessuno ha mai rilevato direttamente acqua liquida su Marte anche se gli indizi ci sono tutti.
Un passo fondamentale, quindi, è dimostrare che, nonostante il diagramma di fase sia piuttosto pessimista, l'acqua liquida su Marte può scorrere.
Naturalmente non stiamo parlando di acqua pura ma di una sorta di salamoia salata, come spesso viene definita.
I ricercatori hanno scoperto che un tipo di sale presente nel suolo marziano, il perclorato di calcio, può facilmente sciogliere il ghiaccio, trasformandolo in acqua (deliquescenza). Un processo simile a quello che vediamo in inverno sulle strade dove per sciogliere la neve e il ghiaccio viene sparso il sale.
Il perclorato di calcio, però, non sarebbe in grado di catturare il vapore acqueo presente in atmosfera, come invece altre teorie avevano suggerito.
"Per me, la cosa più interessante è che ora posso capire come si sono formate le goccioline sulla gamba di Phoenix", ha detto Nilton Renno, professore di scienze atmosferiche, oceaniche e dello spazio che ha guidato la ricerca.
Nel 2008 Renno fu il primo a notare le curiose sferette nelle immagini inviate dal lander.
Per diverse settimane ne ha osservato l'andamento e le gocce sembravo aumentare e fondersi.
Ma a quei tempi, ancora non erano stati identificati sali sulla superficie di Marte, per cui nulla sembrava poter supportare l'ipotesi che quel liquido fosse acqua.
Phoenix, però, rilevò perclorato di calcio e i Mars Exploration Rover e Curiosity trovarono altre evidenze.
Nel caso di Phoenix, Renno ritiene che i propulsori abbiano fatto saltare del terriccio e fuso il ghiaccio sottostante durante l'atterraggio. Gli schizzi di questa sorta di fanghiglia sarebbero arrivati sul lander e i sali in essi contenuti avrebbero permesso all'acqua di rimanere liquida.
Il team ha ricreato proprio le condizioni ambientali durante l'atterraggio di Phoenix nei loro laboratori.
Nella regione polare settentrionale di Marte era primavera / inizio estate con temperature che variavano da -120 a -20 gradi Celsius. La pressione atmosferica oscillava intorno all'1% di quella terrestre e l'umidità relativa era variabile ma è stata fissata al 100% per la maggior parte degli esperimenti.
Gocce di acqua liquida si sono formate in pochi minuti quando i ricercatori hanno messo il perclorato di calcio direttamente su uno strato di ghiaccio di 3 millimetri di spessore, ad una temperatura intorno ai -73 gradi Celsius, ben all'interno delle tipiche temperaure marziane, soprattutto quelle rilevate da Phoenix nella regione polare del pianeta.
Per confermare la presenza di acqua liquida è stata utilizzata la spettroscopia Raman.
Secondo la squadra, i risultati mostrano che su buona parte di Marte, alle alte e medie latitudini, l'acqua allo stato liquido può esistere per diverse ore al giorno, durante la primavera e l'inizio dell'estate.
Secondo Renno, questo processo potrebbe essere responsabile dei fenomeni osservati dalle fotocamere della sonda MRO e potrebbe verificarsi anche appena sotto la superficie.
La vita microbica potrebbe esistere anche con episodi di acqua intermittenti.