Credit: ESA

Da tempo sappiamo che Marte nel primo periodo successivo alla sua formazione era un pianeta ricco di acqua e gli scienziati stanno cercando di capire quali cambiamenti lo abbiano portato a prosciugarsi in modo così estremo, fino a essere caratterizzato da quelle sterminate e aride distese di colore rossastro testimoniate in modo spettacolare dalle immagini del rover Perseverance.

Finora gli unici residui del suo passato di pianeta blu, di cui Marte porta traccia nei numerosi letti fluviali ormai vuoti e in grandi bacini marini e lacustri asciutti, sembravano intrappolati nelle distese di ghiaccio sotterraneo presenti ai poli o nei loro dintorni e (ma su questo aspetto c'è maggiore incertezza) dai laghi individuati nel sottosuolo marziano, sempre nelle regioni più fredde del pianeta. 

Per questo motivo l'annuncio, nei giorni scorsi, della scoperta di un enorme deposito di acqua localizzato sotto la superficie di Vallis Marineris, un sistema di canyon appena a sud dell'equatore di Marte, è qualcosa che può cambiare non solo le conoscenze sul pianeta rosso e sulle forme di vita che potrebbe aver ospitato nel corso della sua storia ma anche le prospettive delle future esplorazioni umane. 

La scoperta, i cui dettagli sono stati pubblicati sulla rivista Icarus, è stata realizzata da un team di ricerca internazionale composto da scienziati dell'Agenzia spaziale europea (ESA) e dell'Istituto di ricerca spaziale dell'accademia russa delle scienze che, grazie alla sonda Trace Gas Orbiter della missione ExoMars, ha potuto identificare la riserva di acqua avvalendosi dello strumento FREND, un rivelatore di neutroni che ha affinato di molto le possibilità di indagare in profondità il sottosuolo di Marte. 

The ESA/Roscosmos #ExoMars @ESA_TGO has spotted significant amounts of water, hidden beneath the surface, in the dramatic canyon system of Valles Marineris on #Mars 👉 https://t.co/0MvB0XN144 #ExploreFarther pic.twitter.com/T2mlvJxbrs

— ESA (@esa) December 15, 2021

Il Trace Gas Orbiter ha permesso di effettuare le rilevazioni molto più in profondità

La sonda era stata lanciata nel 2016 come missione congiunta tra l'Esa e l'agenzia spaziale russa (Roscosmos) e le osservazioni sono state raccolte dall'orbiter tra maggio 2018 e febbraio 2021. La presenza dello strumento FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector) ha consentito di mappare la presenza di idrogeno nel suolo marziano fino a un metro di profondità e di utilizzare questi dati come misura del contenuto di acqua.

"Possiamo dedurre quanta acqua c'è in un suolo osservando i neutroni che emette", ha spiegato al riguardo il coautore dello studio Alexey Malakhov aggiungendo che i neutroni vengono prodotti quando particelle altamente energetiche note come “raggi cosmici galattici” colpiscono Marte e che la "tecnica di osservazione di FREND offre una risoluzione spaziale molto più elevata rispetto alle precedenti misurazioni di questo tipo, consentendoci ora di vedere caratteristiche dell'acqua che non erano state individuate prima".

Ad essere sorprendenti sono anche le dimensioni dell'area che lo studio suggerisce essere ricca di acqua, probabilmente sotto forma di ghiaccio. Parliamo di una regione grande quanto i Paesi Bassi, denominata Valles Marineris e parte di un gigantesco sistema di canyon 10 volte più lungo, cinque volte più profondo e 20 volte più largo del Grand Canyon degli Stati uniti.

"Supponendo che l'idrogeno che vediamo sia legato alle molecole d'acqua, fino al 40% del materiale vicino alla superficie in questa regione sembra essere acqua”, ha aggiunto Igor Mitrofanov primo autore dello studio e a capo del team di ricercatori del telescopio di neutroni FREND.

Il Trace Gas Orbiter ha permesso di "guardare fino a un metro al di sotto di questo strato polveroso e vedere cosa sta realmente accadendo sotto la superficie di Marte e, soprattutto, individuare 'oasi' ricche di acqua che non potevano essere rilevate con gli strumenti precedenti", ha aggiunto lo scienziato dell'Istituto di ricerca spaziale dell'Accademia delle scienze russa.

A Valles Marineris enormi riserve di acqua (probabilmente sotto forma di ghiaccio)

Le riserve di acqua poste al di sotto della superficie di Valles Marineris sono distribuite in modo simile a quanto accade nelle regioni del permafrost della Terra "dove il ghiaccio d'acqua persiste permanentemente sotto il suolo asciutto a causa delle basse temperature costanti", osserva Alexey Malakhov. L'acqua potrebbe anche essere legata chimicamente ad altri minerali nel terreno ma dalle osservazioni condotte gli scienziati propendono maggiormente per l'ipotesi che sia presente sotto forma di ghiaccio e sono convinti che a Valles Marineris sia presente una combinazione speciale di temperatura e pressione, ancora poco chiara, che consente di preservare l'acqua o comunque di ricostituirla.

Appena 500 milioni di anni dopo la sua formazione Marte iniziò a perdere gran parte della sua acqua superficiale (seppure con delle fasi di alternanza tra periodi più o meno umidi) e si suppone che ciò sia avvenuto a causa della progressiva rarefazione dell'atmosfera, processo sul quale ha avuto probabilmente un impatto fondamentale la diminuzione del campo magnetico che proteggeva il pianeta dalle radiazioni solari. La possibilità che, contrariamente a quanto si è pensato finora, siano ancora presenti quantitativi elevati di acqua e che ciò accada in zone del pianeta ancora più "insospettabili" perché collocate nelle aree più calde del pianeta (e per questo particolarmente interessanti in chiave esplorativa), può cambiare, e non di poco, gli scenari. 

Abbiamo chiesto un commento sulle prospettive aperte da questa scoperta a Yazan Al Momany, ricercatore dell'Istituto nazionale di astrofisica presso l'Osservatorio astronomico di Padova (e a capo del team internazionale di ricercatori che nel giugno del 2020 ha individuato la presenza di gigantesche macchie su un particolare tipo di stelle conosciute come stelle di ramo orizzontale estremo, più piccole del Sole, ma molto più calde e antiche).

"Assodato che Marte contiene acqua (in forma di ghiaccio) nelle sue zone polari, l'esplorazione del pianeta rosso si è comunque spinta a cercare questo ingrediente essenziale anche in zone relativamente più calde, che possono prestarsi meglio per le future missioni umane. Fortunatamente, i dati raccolti dal ExoMars Trace Gas Orbiter, lanciato nel 2016 dalla Agenzia spaziale europea, mostrano chiaramente la presenza di enormi quantità d'acqua (quasi un oasi) nella Valles Marineris (che è una specie di Grand Canyon marziano). Grazie alle capacità uniche del satellite di rilevare l'idrogeno fino ad un metro sotto il suolo marziano, adesso sappiamo che in quell'area c'è un'immensa quantità d'acqua localizzata a una profondità accessibile per i futuri astronauti. Questo studio dimostra che l'acqua, fondamentale sorgente di vita umana e allo stesso tempo sorgente d'energia, è a disposizione in zone relativamente favorevoli per le futuri missioni umane e spalancherà le porte per i ormai prossimi progetti di colonizzazione del pianeta", ha dichiarato Al Momany a Il Bo Live.  

Una scoperta importante in vista delle future esplorazioni di Marte 

"Poiché la maggior parte delle future missioni su Marte prevede di atterrare a latitudini più basse, aver localizzato un tale serbatoio d'acqua proprio in quest'area è una prospettiva entusiasmante per l'esplorazione futura", ha osservato l'Esa in un comunicato e Colin Wilson, scienziato del progetto ExoMars Trace Gas Orbiter, ha aggiunto che "sapere di più su come e dove esiste l'acqua nell'attuale Marte è essenziale per capire cosa è successo all'acqua di Marte, un tempo presente in abbondanza, e aiuta la nostra ricerca di ambienti abitabili, possibili segni di vita passata e materiali organici che provengono dalle epoche più remote del pianeta".

"Questa scoperta è un primo passo sorprendente, ma abbiamo bisogno di più osservazioni per sapere con certezza con quale forma di acqua abbiamo a che fare", ha puntualizzato Håkan Svedhem, coautore dello studio, richiamando la necessità di ulteriori approfondimenti. 

Il Trace Gas Orbiter sarà raggiunto a breve dal rover europeo Rosalind Franklin e dalla piattaforma russa Kazachok che saranno lanciati nel 2022: l'obiettivo è completare la seconda fase del programma ExoMars e di capire se sia mai esistita la vita su Marte.

Altre informazioni preziose sono attese da Perseverance che qualche mese fa ha raccolto la prima roccia dal suolo marziano allo scopo di riportarlo indietro sulla Terra (ma per veder arrivare il campione occorrerà aspettare fino al 2030). La pietra è stata prelevata dal cratere Jezero, punto dell'ammartaggio della sonda dopo il suo lungo viaggio, di cui ora conosciamo con certezza la sua  passata identità. Le analisi scientifiche delle prime immagini arrivate da Perseverance hanno infatti confermato che il cratere era effettivamente un antichissimo lago, come ha ricostruito uno studio recentemente pubblicato su Science da un team internazionale di esperti, ed è quindi il luogo ideale dove cercare eventuali tracce di vita passata, sotto forma di fossili o biofirme.