Frane marziane causate da sali sotterranei e scioglimento del ghiaccio?

Un team di ricercatori, guidato da Janice Bishop, ricercatrice senior del SETI Institute e membro del team del SETI Institute NASA Astrobiology Institute (NAI), ha elaborato una teoria su ciò che sta causando le frane sulla superficie di Marte.

Idee precedenti suggerivano che questi fenomeni fossero causati da flussi di detriti liquidi o flussi granulari secchi. Nessuno delle due ipotesi può spiegare completamente le caratteristiche del flusso marziano stagionale, noto come Recurring Slope Lineae (RSL). Il team ha ipotizzato, in alternativa, che lo scioglimento del ghiaccio nella regolite vicino alla superficie, stia causando dei cambiamenti a quest’ultima rendendola vulnerabile alle tempeste di polvere e al vento. Di conseguenza, le caratteristiche RSL appaiono e/o si espandono sulla superficie di Marte. 

Inoltre, il team ritiene che i sottili strati di ghiaccio che si scioglie, derivino dalle interazioni tra ghiaccio d’acqua sotterraneo, sali di cloro e solfati, che creano una fanghiglia fluente instabile, simile a un liquido, che istiga doline, collasso del terreno, flussi superficiali e sollevamenti.

“Sono entusiasta della prospettiva che ci sia acqua liquida, su microscala, su Marte, in ambienti vicini alla superficie dove sono presenti ghiaccio e sali“, ha dichiarato la Bishop. “Questo potrebbe rivoluzionare la nostra prospettiva sull’abitabilità appena sotto la superficie su Marte”.

I dati dell’High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), mostrano che RSL si trova sui pendii esposti al sole dove continuano ad apparire ed espandersi nel tempo. Studi precedenti, hanno suggerito che le RSL sono legate ai sali di cloro e, inoltre, hanno evidenziato la loro presenza nelle regioni di affioramenti ad alto contenuto di solfato. 

L’attuale studio, che tiene sotto controllo le attività del criosalto vicino alla superficie, si basa su osservazioni sul campo ed esperimenti in laboratorio. Le indagini fatte sulla Terra, per esempio nelle Valli aride dell’Antartide, nel Mar Morto in Israele e nel Salar de Pajonales nel deserto di Atacama, mostrano che quando i sali interagiscono con il gesso o l’acqua nel sottosuolo, provocano interruzioni sulla superficie, tra cui crolli e smottamenti.

“Durante la mia ricerca sul campo al Salar de Pajonales, una distesa di sale secco nel nord del Cile, ho osservato numerosi esempi dell’azione dei sali sulla geologia locale. È gratificante scoprire che questa potrebbe svolgere un ruolo anche nel plasmare Marte“, ha affermato Nancy Hinman, professoressa di Geoscienze presso l’Università del Montana e membro del team NAI dell’Istituto SETI.

Per testare la propria teoria, il team ha condotto esperimenti in laboratorio per osservare cosa accadrebbe se congelassero e scongelassero campioni di Marte composti da sali di cloro e solfati a basse temperature, come, d’altra parte, si sarebbero trovati su Marte. Come risultato, il team ha ottenuto la formazione di ghiaccio fangoso vicino a -50 °C, seguita da uno scioglimento graduale dello stesso da -40 a -20 °C.

“Sondare in laboratorio il comportamento a bassa temperatura del permafrost analogico di Marte con la spettroscopia a infrarossi, ha rivelato che si stavano formando sottili strati di acqua, simile a un liquido, lungo le superfici dei granuli, mentre i terreni salati, simili a quelle di Marte si scongelavano a temperature sotto zero“, ha dichiarato Merve YesIlbas, NASA Postdoctoral (NPP) Fellow presso il SETI Institute e collaboratrice del team NAI.

Probabilmente questa acqua liquida su microscala, migra sottoterra su Marte, trasferendo molecole d’acqua tra i solfati e i cloruri. Ulteriori esperimenti di laboratorio hanno testato questa reazione solfato-cloruro in un terreno analogo a Marte con indicatori di colore che hanno rivelato l’idratazione sotterranea di questi sali e la migrazione dei sali attraverso i grani del suolo.

“Ero entusiasta di osservare nei nostri esperimenti di laboratorio reazioni così rapide dell’acqua con solfato e sali di cloro, con il conseguente collasso e sollevamento del suolo analogo di Marte su piccola scala, replicando il collasso geologico e le caratteristiche di sconvolgimento nei sistemi carsici e nei serbatoi di sale“, ha aggiunto Bishop.

Questo progetto è nato dal lavoro sui sedimenti delle valli secche di McMurdo in Antartide, una delle regioni più fredde e aride del nostro pianeta. Come su Marte, la regolite superficiale delle valli aride è percorsa dai venti secchi per la maggior parte dell’anno. Tuttavia, il permafrost sotterraneo contiene ghiaccio d’acqua e sembra che si stia verificando un’alterazione chimica sotto la superficie.

“I sedimenti nelle valli aride forniscono un eccellente banco di prova per i processi che possono verificarsi su Marte“, ha dichiarato Zachary Burton, neolaureato alla Stanford University e collaboratore del team NAI del SETI Institute. “La presenza di elevate concentrazioni di solfati e cloruri a pochi centimetri sotto l’aspro paesaggio di superficie nella Wright Valley, presenta l’intrigante possibilità che queste associazioni mineralogiche legate all’acqua e i relativi processi possano esistere anche su Marte“.

E’ stato rilevato il ghiaccio d’acqua sotto la superficie di Marte all’interno del suolo, raccolto nel sito di atterraggio di Phoenix, utilizzando misurazioni radar e la spettroscopia di neutroni e raggi gamma. Più recentemente, HiRISE ha catturato le immagini di questo ghiaccio vicino alla superficie alle medie latitudini. Temperature più calde (ad esempio, da -50 a -20 ° C) nei siti equatoriali su Marte potrebbero supportare acqua liquida nel sottosuolo durante i mesi primaverili ed estivi. L’RSL, osservato in alcuni di questi siti equatoriali, viene spesso interpretato come correlato a caratteristiche più grandi chiamate “canaloni”, simili ai burroni sulla Terra.

“I sistemi di canaloni affluenti, presenti lungo le pendici nord (rivolte verso il polo) e nord-est del cratere Krupac, e RSL presente più in basso, lungo la parete del cratere, potrebbero essere associati alle caratteristiche superficiali prodotte attraverso l’attività della “salamoia” vicino alla superficie” ha suggerito Virginia Gulick, Senior Research Scientist del SETI Institute e membro del team NAI del SETI Institute.

Oltre ad aiutare a spiegare i processi geologici e chimici di Marte, questa teoria suggerisce anche che l’ambiente marziano continua ad essere dinamico, ovvero che il pianeta è ancora in evoluzione e attivo. Questo ha implicazioni sia per l’astrobiologia che per la futura esplorazione umana del Pianeta Rosso. Il potenziale di sottili pellicole d’acqua sotto la superficie su Marte nelle regioni salate del permafrost, apre nuove porte per l’esplorazione dell’abitabilità.

Lo studio è pubblicato su Science Advances .

Fonte: https://phys.org/news/2021-02-martian-landslides-underground-salts-ice.html?fbclid=IwAR2cwA9dbHorbfmoaCwkaVaeE_cL37Otx4Zxgfeznca1Mj4s0mEw7u29BRs