Una delle somiglianze più profonde tra Terra e Marte, che lo rende un bersaglio popolare per la ricerca e l'esplorazione, è la presenza di ghiaccio d'acqua sulla sua superficie (principalmente sotto forma di calotte polari). Ma forse ancora più interessante è la presenza di ghiacciai sotto la superficie, che è qualcosa su cui gli scienziati hanno ipotizzato molto prima che la loro presenza fosse confermata.
Queste cache di acqua sotterranea potrebbero dirci molto sulla storia di Marte e potrebbero persino essere una risorsa inestimabile se gli umani un giorno decidessero di fare di Marte la loro dimora. Secondo un recente studio di una coppia di scienziati delle Università del Texas ad Austin e in Arizona, ci sono anche strati di ghiaccio sotto la calotta polare settentrionale che potrebbe essere il più grande serbatoio di acqua del pianeta.
I risultati sono stati oggetto di uno studio che è stato recentemente pubblicato in Lettere di ricerca geofisica. Lo studio è stato condotto da Stefano Nerozzi, uno studente laureato presso l'Università del Texas presso l'Istituto di geofisica di Austin (UTIG) ed è stato assistito dal professor Jack Holt del Lunar and Planetary Laboratory (LPL) dell'Università dell'Arizona.
Per motivi di studio, Nerozzi e il Prof. Holt hanno fatto affidamento sui dati raccolti dallo strumento Shallow Radar (SHARAD) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter's (MRO), che è in grado di penetrare fino a 2,4 km (1,5 mi) al di sotto del superficie usando onde radar. Ciò che hanno riferito è stata la scoperta di diversi strati di sabbia e ghiaccio a circa 1,6 km (1 mi) sotto il polo nord di Marte.
Si è scoperto che questi strati erano al 90% di acqua in alcuni punti e si ritiene che siano i resti di antiche calotte polari. Se sciolti, i ricercatori indicano che avrebbero creato un oceano globale con una profondità di almeno 1,5 metri (5 piedi). Come ha spiegato Nerozzi in un comunicato stampa di UT News, questa scoperta è stata piuttosto sorprendente. "Non ci aspettavamo di trovare così tanto ghiaccio d'acqua qui", ha detto. "Questo probabilmente lo rende il terzo più grande serbatoio d'acqua su Marte dopo le calotte polari".
I risultati sono stati corroborati da uno studio separato (di cui Nerozzi era coautore) condotto da ricercatori della Johns Hopkins University e apparso anche nella Lettere di ricerca geofisica. Per questo studio, il team ha fatto affidamento sui dati della gravità per porre vincoli sulla densità dell'area sotto la calotta polare. Dalle letture a bassa densità che hanno ottenuto, hanno stimato che gli strati di ghiaccio e sabbia sono complessivamente più del 50% di acqua.
Questa scoperta è un vantaggio per gli scienziati poiché questi strati sono essenzialmente una registrazione dei passati cambiamenti climatici e l'analisi di questi potrebbe rivelare alcune cose molto interessanti sulla storia del pianeta. In breve, la geometria e la composizione di questi strati potrebbero aiutare gli scienziati a determinare se il clima marziano sia mai stato favorevole alla vita.
Per quanto riguarda come è arrivata tutta quell'acqua, gli autori teorizzano che si sono formati durante i periodi passati di riscaldamento e raffreddamento su Marte. Gli scienziati sanno da tempo che si verificano eventi glaciali su Marte che sono guidati da variazioni nell'orbita e nell'inclinazione del pianeta (proprio come la Terra). Per periodi di circa 50.000 anni, Marte si inclina di più verso il Sole prima di tornare gradualmente in posizione verticale.
Quando Marte è più eretto, la regione equatoriale si riscalda mentre la regione polare settentrionale si raffredda, facendo avanzare le calotte polari. Quando il pianeta si inclina verso il Sole, la regione polare si riscalda, facendo sciogliere le calotte polari. È durante questi periodi che i resti delle calotte di ghiaccio diventeranno coperti di sabbia, che storicamente li ha protetti dall'esposizione al sole e dalla dissipazione nell'atmosfera.
Il prof. Holt, professore di ricerca presso l'UTIG per 19 anni prima di unirsi all'Università dell'Arizona nel 2018, è stato co-investigatore con il team scientifico SHARAD da quando l'MRO è arrivato su Marte nel 2006. Utilizzando i dati di questo strumento, MRO è stato anche in grado di confermare la presenza di ghiacciai sotterranei intorno alla metà di Marte
"Sorprendentemente, il volume totale di acqua rinchiuso in questi depositi polari sepolti è all'incirca lo stesso di tutto il ghiaccio d'acqua noto esistere nei ghiacciai e negli strati di ghiaccio sepolto a basse latitudini su Marte, e hanno approssimativamente la stessa età"
In precedenza, gli scienziati pensavano che le antiche calotte glaciali fossero andate perdute, ma questo studio rivela che la calotta glaciale settentrionale è sopravvissuta sotto la superficie del pianeta, disposta come bande alternate di ghiaccio e sabbia. Questo studio non solo contraddice tale presupposto, ma fornisce anche nuove e importanti intuizioni sullo scambio di ghiaccio d'acqua tra i poli di Marte e le medie latitudini.
Un'altra possibilità interessante è il modo in cui lo studio di questi ghiacciai potrebbe aiutare a determinare se Marte fosse mai abitabile. Come ha spiegato Nerozzi:
"Capire quanta acqua era disponibile a livello globale rispetto ai poli è importante se hai intenzione di avere acqua liquida su Marte. Puoi avere tutte le condizioni giuste per la vita, ma se la maggior parte dell'acqua è bloccata ai poli, allora diventa difficile avere quantità sufficienti di acqua liquida vicino all'equatore. ”
Grazie a un numero crescente di missioni robotiche che sono state inviate su Marte, ciò che sappiamo del pianeta è cresciuto a passi da gigante. E con ogni nuova scoperta, diventa evidente la necessità di ulteriori esplorazioni. Un giorno presto, potremmo aumentare quegli sforzi inviando lì gli astronauti umani, che potrebbero persino aprire la strada all'insediamento umano.
E quando arriveranno queste persone, la presenza di ghiacciai sotterranei avrà un ruolo importante in loro sforzi.
