Quando si pensa al Marte antico si immagina spesso un pianeta caldo e umido, con fiumi, laghi e forse un oceano. Nel 2020 uno studio pubblicato su Nature Geoscience ha proposto un'immagine diversa: almeno una parte delle antiche valli marziane sarebbe stata scavata dall'acqua di fusione che scorreva sotto grandi calotte di ghiaccio, come succede oggi nell'Artico canadese. Un Marte più freddo, più simile alle regioni polari della Terra.
Le valli di Marte
La superficie di Marte è solcata da migliaia di valli, spesso ramificate come le reti fluviali terrestri, formate circa 3,5-4 miliardi di anni fa. Per decenni sono state considerate la prova che il pianeta avesse avuto un clima abbastanza caldo da permettere piogge e fiumi. Il problema è che i modelli climatici faticano a spiegare come Marte, più lontano dal Sole e con un Sole giovane più debole di oggi, potesse essere così caldo. La storia di questi fiumi è raccontata nell'articolo sugli antichi fiumi di Marte.
Il confronto con l'isola di Devon
La geologa Anna Grau Galofre, allora all'Università della British Columbia, ha affrontato il problema con un approccio originale. Ha studiato le valli scavate dall'acqua di fusione sotto i ghiacciai sull'isola di Devon, nell'Artico canadese, uno dei luoghi della Terra più simili a Marte, usato anche dalla NASA per addestrare astronauti e provare attrezzature.
Sotto una calotta di ghiaccio, l'acqua di fusione scorre sotto pressione e può scavare valli con caratteristiche particolari: possono risalire lungo i pendii, cambiare bruscamente larghezza, avere profili irregolari. Le valli scavate dai fiumi a cielo aperto, invece, seguono sempre la pendenza e si allargano progressivamente. Grau Galofre e i suoi colleghi hanno sviluppato un algoritmo per classificare le valli in base a queste caratteristiche e l'hanno applicato a oltre 10.000 valli marziane.
Un Marte coperto di ghiaccio
Il risultato è stato che una parte significativa delle valli analizzate presenta caratteristiche compatibili con un'origine subglaciale. Altre sembrano scavate da fiumi a cielo aperto, e altre ancora dall'erosione dovuta all'acqua sotterranea. Il quadro che ne emerge è quello di un pianeta con un clima freddo, in cui una parte degli altopiani meridionali era coperta da calotte di ghiaccio, sotto le quali scorrevano fiumi di acqua di fusione.
Questo scenario, chiamato dagli autori "artico marziano", potrebbe risolvere il conflitto tra la geologia e i modelli climatici: per avere acqua liquida sotto il ghiaccio non serve un clima caldo, basta il calore che sale dall'interno del pianeta e la pressione del ghiaccio stesso. Lo studio non esclude che ci siano stati anche periodi più caldi, ma suggerisce che il Marte antico fosse più vario e più freddo di quanto si pensasse.
Implicazioni per la vita
Un ambiente sotto il ghiaccio potrebbe essere stato favorevole alla vita microscopica. Il ghiaccio protegge l'acqua sottostante dalle radiazioni e dagli sbalzi di temperatura, e sulla Terra i laghi subglaciali dell'Antartide, isolati da milioni di anni, ospitano comunità di microrganismi. Se Marte ha avuto ambienti simili a lungo, le possibilità che la vita sia comparsa e sopravvissuta aumentano.
Il ghiaccio di oggi
Anche oggi Marte conserva enormi quantità di ghiaccio d'acqua. Le calotte polari ne contengono abbastanza da coprire l'intero pianeta con uno strato di oltre venti metri se si sciogliessero. Ma il ghiaccio non è solo ai poli. I radar in orbita, come lo strumento SHARAD della sonda Mars Reconnaissance Orbiter, fornito dall'Agenzia spaziale italiana, hanno individuato grandi depositi di ghiaccio sepolti sotto pochi metri di polvere e roccia anche alle medie latitudini.
In alcune zone, sulle pareti di scarpate erose, il ghiaccio affiora in strati puliti spessi decine di metri, visibili nelle immagini ad alta risoluzione. E nel 2008 il lander Phoenix, scavando con il suo braccio robotico vicino al polo nord, trovò ghiaccio a pochi centimetri di profondità, e lo vide sublimare nei giorni successivi.
Il radar italiano MARSIS, a bordo della sonda europea Mars Express, ha anche rilevato riflessi che potrebbero indicare acqua liquida salata sotto la calotta polare sud, un'interpretazione ancora discussa.
Una risorsa per l'esplorazione
Sapere dove si trova il ghiaccio è fondamentale per le future missioni umane. L'acqua serve per bere, per coltivare, per produrre ossigeno e, separata in idrogeno e ossigeno, per fabbricare carburante. Combinata con l'anidride carbonica dell'atmosfera, permetterebbe di produrre metano, lo stesso gas il cui mistero è raccontato nell'articolo sul metano su Marte. Le proposte di insediamenti marziani, come Nüwa City, si basano proprio sull'accesso al ghiaccio.
La NASA ha finanziato un progetto, chiamato SWIM, per mappare il ghiaccio vicino alla superficie combinando i dati di diverse sonde, e individuare i luoghi migliori per l'atterraggio degli astronauti. Per approfondire si può consultare la voce Water on Mars su Wikipedia in inglese. Altri articoli si trovano nella sezione Pianeti.
