Nel luglio del 2018 un gruppo di ricercatori italiani annunciò una scoperta che fece il giro del mondo: sotto la calotta di ghiaccio del polo sud di Marte, a circa un chilometro e mezzo di profondità, si trovava un lago di acqua liquida. Due anni dopo, lo stesso gruppo annunciò di averne trovati altri, più piccoli, attorno al primo. Se confermati, sarebbero i primi corpi d'acqua liquida stabili mai trovati su Marte.
Il radar MARSIS
La scoperta è stata possibile grazie a MARSIS, un radar a bassa frequenza realizzato dall'Agenzia spaziale italiana in collaborazione con la NASA, a bordo della sonda europea Mars Express, in orbita attorno al pianeta dal 2003. Le onde radio di MARSIS riescono a penetrare nel sottosuolo e nel ghiaccio per alcuni chilometri, e vengono riflesse dalle superfici di separazione tra materiali diversi.
La forza del segnale riflesso dipende dalla natura dei materiali. Il ghiaccio e la roccia riflettono in modo relativamente debole. L'acqua liquida, invece, produce riflessi molto intensi. È lo stesso principio usato sulla Terra per individuare i laghi nascosti sotto i ghiacci dell'Antartide, come il grande lago Vostok.
La scoperta del 2018
Il gruppo guidato da Roberto Orosei, dell'Istituto nazionale di astrofisica, analizzò 29 osservazioni effettuate tra il 2012 e il 2015 su una regione chiamata Planum Australe, vicino al polo sud. In un'area larga circa 20 chilometri, a circa 1,5 chilometri di profondità sotto il ghiaccio, il radar registrava riflessi molto più forti di quelli circostanti. Secondo i ricercatori, l'interpretazione più plausibile era la presenza di acqua liquida. Lo studio fu pubblicato sulla rivista Science.
Nel 2020 lo stesso gruppo, con un lavoro guidato da Sebastian Emanuel Lauro dell'Università Roma Tre e pubblicato su Nature Astronomy, ha analizzato un numero molto maggiore di osservazioni, usando tecniche di elaborazione diverse. Ha confermato il lago principale e ha individuato attorno a esso altre tre zone più piccole con riflessi simili, separate da strisce di terreno asciutto.
Come può esserci acqua liquida?
Alla base della calotta polare la temperatura è stimata intorno a -68 °C. Come può l'acqua restare liquida? La risposta sono i sali. Il suolo marziano è ricco di perclorati, sali di cloro che il lander Phoenix ha trovato nel 2008. Sciolti in acqua, i perclorati abbassano moltissimo la temperatura di congelamento, come il sale sparso sulle strade d'inverno, ma in modo molto più efficace. La pressione del ghiaccio sovrastante e il calore interno del pianeta contribuirebbero a mantenere l'acqua liquida.
Se esistono, questi laghi sarebbero quindi salamoie fredde e concentrate, più simili a certe pozze salate dell'Antartide che a un lago alpino.
Un dibattito aperto
La scoperta ha suscitato un intenso dibattito. Diversi gruppi di ricerca hanno proposto spiegazioni alternative per i riflessi intensi, senza bisogno di acqua liquida. Tra le ipotesi: strati di argille particolari, come le smectiti, che in certe condizioni riflettono fortemente le onde radar; depositi di minerali salini ghiacciati; oppure effetti di interferenza tra strati sottili di ghiaccio con proprietà diverse, che possono amplificare il segnale riflesso.
Nel 2024 uno studio basato su simulazioni ha mostrato che strati di ghiaccio e polvere a strati alternati potrebbero produrre riflessi simili. Altri ricercatori hanno fatto notare che scaldare il fondo della calotta abbastanza da mantenere liquida anche una salamoia richiederebbe una fonte di calore locale, come un'attività vulcanica recente nel sottosuolo. Il gruppo italiano sostiene che l'acqua salata resti l'interpretazione più semplice. La questione potrà essere risolta solo con nuove misure, forse con radar più potenti o, un giorno, con una perforazione.
Un contributo italiano
La vicenda dei laghi marziani è anche una storia di ricerca italiana. Oltre a MARSIS, l'Italia ha fornito un altro radar, SHARAD, a bordo della sonda Mars Reconnaissance Orbiter della NASA, che lavora a frequenze più alte e con maggiore risoluzione, ma penetra meno in profondità. Il confronto tra i dati dei due strumenti, e con quelli dei radar che studiano i laghi sotto i ghiacci dell'Antartide, è uno degli strumenti principali per capire cosa si nasconda davvero sotto il polo sud di Marte.
Acqua nascosta nel sottosuolo
Qualunque sia la risposta per il polo sud, Marte nasconde grandi quantità di acqua, soprattutto sotto forma di ghiaccio, come racconta l'articolo sul ghiaccio su Marte. Nel 2024 un'analisi dei dati sismici del lander InSight della NASA ha suggerito che nella crosta media, tra circa 11 e 20 chilometri di profondità, potrebbero esserci rocce fratturate sature di acqua liquida, abbastanza da coprire l'intero pianeta con un oceano profondo centinaia di metri. Anche questo risultato è in attesa di conferme.
L'acqua liquida è uno degli ingredienti fondamentali della vita come la conosciamo. Salamoie fredde e sotterranee sarebbero ambienti estremi, ma sulla Terra esistono microrganismi capaci di vivere in condizioni simili. Anche il misterioso metano marziano potrebbe essere legato a processi che avvengono nel sottosuolo. La storia dell'acqua su Marte è raccontata anche nell'articolo sugli antichi fiumi di Marte.
Per approfondire la missione si può consultare la voce Mars Express su Wikipedia in inglese. Altri articoli si trovano nella sezione Pianeti.
