Grazie alle numerose missioni che hanno studiato Marte negli ultimi anni, gli scienziati sono consapevoli che circa 4 miliardi di anni fa il pianeta era un posto molto diverso. Oltre ad avere un'atmosfera più densa, Marte era anche un luogo più caldo e umido, con acqua liquida che copriva gran parte della superficie del pianeta. Sfortunatamente, poiché Marte ha perso la sua atmosfera nel corso di centinaia di milioni di anni, questi oceani sono gradualmente scomparsi.
Quando e dove si sono formati questi oceani è stato oggetto di molte ricerche e dibattiti scientifici. Secondo un nuovo studio condotto da un team di ricercatori della UC Berkeley, l'esistenza di questi oceani era legata all'ascesa del sistema vulcanico di Tharis. Inoltre teorizzano che questi oceani si sono formati diverse centinaia di milioni di anni prima del previsto e non erano così profondi come si pensava in precedenza.
Lo studio, intitolato "Temporizzazione degli oceani su Marte dalla deformazione del litorale", è recentemente apparso sulla rivista scientifica Natura. Lo studio è stato condotto da Robert I. Citron, Michael Manga e Douglas J. Hemingway, uno studente laureato, professore e ricercatore post dottorato presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dei pianeti e il Center for Integrative Planetary Science presso UC Berkeley (rispettivamente).
Come Michael Manga ha spiegato in un recente comunicato stampa di Berkeley News:
“L'ipotesi era che la Tharsi si formasse rapidamente e presto, piuttosto che gradualmente, e che gli oceani arrivassero più tardi. Stiamo dicendo che gli oceani precedono e accompagnano le fuoriuscite di lava che hanno reso la Tharsis ".
Il dibattito sulla dimensione e l'estensione degli oceani passati di Marte è dovuto ad alcune incongruenze che sono state osservate. In sostanza, quando Marte avesse perso la sua atmosfera, le sue acque superficiali si sarebbero congelate per diventare permafrost sotterraneo o sfuggire allo spazio. Quegli scienziati che non credono che Marte una volta avesse avuto gli oceani indicano che le stime di quanta acqua avrebbe potuto essere nascosto o perduto non sono coerenti con le stime sulle dimensioni degli oceani.
Inoltre, il ghiaccio che ora è concentrato nelle calotte polari non è sufficiente per creare un oceano. Ciò significa che su Marte era presente meno acqua di quanto indicato dalle stime precedenti o che qualche altro processo era responsabile della perdita d'acqua. Per risolvere questo, Citron e i suoi colleghi hanno creato un nuovo modello di Marte in cui gli oceani si sono formati prima o contemporaneamente alla più grande caratteristica vulcanica di Marte - Tharsis Montes, circa 3,7 miliardi di anni fa.
Poiché la Tharsis era più piccola in quel momento, non causò lo stesso livello di deformazione crostale che ebbe in seguito. Ciò sarebbe stato particolarmente vero per le pianure che coprono la maggior parte dell'emisfero settentrionale e si ritiene che fossero un antico fondale marino. Dato che questa regione non era soggetta allo stesso cambiamento geologico che sarebbe avvenuto in seguito, sarebbe stata meno profonda e avrebbe trattenuto circa metà dell'acqua.
"L'ipotesi era che la Tharsi si formasse rapidamente e presto, piuttosto che gradualmente, e che gli oceani arrivassero più tardi", ha detto Manga. "Stiamo dicendo che gli oceani precedono e accompagnano le fuoriuscite di lava che hanno reso la Tharsis."
Inoltre, il team ha anche teorizzato che l'attività vulcanica che ha creato la Tharsis potrebbe essere stata responsabile della formazione dei primi oceani di Marte. Fondamentalmente, i vulcani avrebbero emesso gas e ceneri vulcaniche nell'atmosfera che avrebbe portato a un effetto serra. Ciò avrebbe riscaldato la superficie al punto da formare acqua liquida e creato canali sotterranei che consentivano all'acqua di raggiungere le pianure settentrionali.
Il loro modello contrasta anche con altre ipotesi precedenti su Marte, secondo cui le sue coste proposte sono molto irregolari. In sostanza, ciò che si presume fosse una proprietà "fronte mare" sull'antica Marte varia in altezza di un chilometro; mentre sulla Terra, le coste sono a livello. Anche questo può essere spiegato dalla crescita della regione vulcanica di Tharsis, circa 3,7 miliardi di anni fa.
Utilizzando gli attuali dati geologici di Marte, il team è stato in grado di tracciare come le irregolarità che vediamo oggi potrebbero essersi formate nel tempo. Ciò sarebbe iniziato quando il primo oceano di Marte (Arabia) iniziò a formarsi 4 miliardi di anni fa ed era in giro per assistere al primo 20% della crescita di Tharsis Montes. Man mano che i vulcani crescevano, la terra si deprimeva e il litorale si spostava nel tempo.
Allo stesso modo, le coste irregolari di un oceano successivo (Deuteronilus) possono essere spiegate da questo modello indicando che si è formato durante l'ultimo 17% della crescita di Tharsis - circa 3,6 miliardi di anni fa. La funzione Isidis, che sembra essere un antico alveo leggermente rimosso dalla costa dell'Utopia, potrebbe anche essere spiegata in questo modo. Man mano che il terreno si deformava, Isidide cessò di far parte dell'oceano settentrionale e divenne un fondale collegato.
"Queste coste avrebbero potuto essere sostituite da un grande corpo di acqua liquida che esisteva prima e durante la postazione di Tharsis, anziché dopo", ha detto Citron. Ciò è certamente coerente con l'effetto osservabile che Tharsis Mons ha avuto sulla topografia di Marte. La sua mole non solo crea un rigonfiamento sul lato opposto del pianeta (il complesso vulcanico dell'Eliseo), ma un enorme sistema di canyon in mezzo (Valles Marineris).
Questa nuova teoria non solo spiega perché le precedenti stime sul volume di acqua nelle pianure settentrionali fossero imprecise, ma può anche spiegare le reti a valle (tagliate dall'acqua che scorre) apparse nello stesso periodo. E nei prossimi anni, questa teoria può essere messa alla prova dalle missioni robotiche che la NASA e altre agenzie spaziali stanno inviando su Marte.
Considera l'esplorazione degli interni della NASA usando Sismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (InSight), la cui missione è prevista per il lancio a maggio 2018. Una volta raggiunto Marte, questo lander utilizzerà una suite di strumenti avanzati, che include un sismometro, una sonda di temperatura e strumento di radio scienza - per misurare l'interno di Marte e conoscere meglio la sua attività geologica e la sua storia.
Tra le altre cose, la NASA anticipa che InSight potrebbe rilevare i resti dell'antico oceano di Marte congelato all'interno, e forse anche acqua liquida. Accanto al Marte 2020 rover, il ExoMars 2020ed eventuali missioni con equipaggio, questi sforzi dovrebbero fornire un quadro più completo del passato di Marte, che includerà quando si sono verificati i principali eventi geologici e in che modo ciò avrebbe potuto influenzare l'oceano e le coste del pianeta.
Più apprendiamo cosa è successo su Marte negli ultimi 4 miliardi di anni, più apprendiamo sulle forze che hanno modellato il nostro Sistema Solare. Questi studi contribuiscono anche molto ad aiutare gli scienziati a determinare come e dove possono formarsi le condizioni di vita. Questo (speriamo) ci aiuterà a trovare la vita in un altro sistema stellare un giorno!
Le scoperte del team sono state anche oggetto di un documento che è stato presentato questa settimana alla 49a Conferenza sulla scienza lunare e planetaria a The Woodlands, in Texas.
Ulteriori notizie: Berkeley News, Natura
