Un team di scienziati della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ha ricostruito i meccanismi chimici che hanno permesso a Marte, nei suoi primi giorni, di mantenere condizioni sufficientemente calde per ospitare acqua liquida e forse vita.
Lo studio, pubblicato su Nature Geoscience, getta nuova luce sul passato del Pianeta Rosso.
Come Marte è riuscito a mantenere acqua liquida?
Uno dei misteri che da anni affascina gli scienziati è la presenza di acqua liquida su Marte in epoche remote, nonostante il pianeta sia più distante dal Sole e quest’ultimo fosse più debole nei suoi primi miliardi di anni. Danica Adams, borsista post-dottorato della NASA Sagan e autrice principale dello studio, ha spiegato: “È sempre stato un enigma capire come Marte fosse abbastanza caldo da mantenere acqua liquida”.
In passato si ipotizzava che l’idrogeno fosse il principale responsabile dell’effetto serra marziano, combinandosi con l’anidride carbonica nell’atmosfera per generare un riscaldamento significativo. Tuttavia, l’idrogeno atmosferico ha una durata di vita breve, rendendo necessaria un’analisi più approfondita per spiegare il fenomeno.
Svelare il passato di Marte
Per risolvere il mistero, il team di ricercatori, guidato da Robin Wordsworth, ha utilizzato la modellazione fotochimica, una tecnica simile a quella impiegata per tracciare gli inquinanti atmosferici sulla Terra. Lo studio ha evidenziato come l’interazione tra atmosfera primordiale marziana e idrogeno abbia influenzato il clima del pianeta.
Adams ha adattato un modello chiamato KINETICA per simulare il comportamento dell’idrogeno e di altri gas nell’atmosfera marziana. I risultati hanno mostrato che, tra 4 e 3 miliardi di anni fa (durante i periodi Noachiano ed Esperiano), Marte ha vissuto episodi di riscaldamento prolungato, con cicli di circa 40 milioni di anni, ciascuno della durata di almeno 100.000 anni. Questi dati risultano coerenti con le tracce geologiche osservate sulla superficie marziana oggi.
Fluttuazioni climatiche e l’alternanza tra caldo e freddo
I periodi caldi erano dovuti all’idratazione della crosta marziana, con l’acqua che penetrava nel terreno e rilasciava idrogeno nell’atmosfera per milioni di anni. Questo fenomeno portava a fasi di riscaldamento che si alternavano a periodi più freddi.
Durante queste variazioni climatiche, anche la chimica atmosferica di Marte cambiava radicalmente. La CO2, costantemente esposta alla luce solare, si trasformava in CO. Nei periodi più caldi, il monossido di carbonio poteva riciclarsi in anidride carbonica, mantenendo l’atmosfera ricca di CO2 e idrogeno. Al contrario, nelle fasi fredde, il riciclo rallentava, aumentando la quantità di CO e riducendo la presenza di ossigeno.
Prossime missioni su Marte
Questi cicli di riscaldamento e raffreddamento potrebbero aver avuto un impatto sulla chimica prebiotica, ovvero i processi che hanno portato alla formazione delle molecole alla base della vita. Gli scienziati stanno ora sviluppando modelli per analizzare le alterazioni chimiche negli isotopi marziani e confrontare i dati con le rocce che verranno raccolte dalla missione Mars Sample Return.
A differenza della Terra, Marte non ha una tettonica a placche, quindi la sua superficie è rimasta praticamente invariata nel tempo. Questo rende il Pianeta Rosso un vero e proprio archivio naturale della sua storia climatica e geologica, offrendo agli scienziati una straordinaria opportunità di studio sull’evoluzione planetaria.
Lo studio condotto da Harvard e finanziato dalla NASA e dal Jet Propulsion Laboratory rappresenta un passo avanti nella comprensione del passato di Marte.
La ricerca fornisce nuove intuizioni sui processi atmosferici e climatici che hanno reso possibile la presenza di acqua liquida sul pianeta e apre la strada a future esplorazioni alla ricerca di tracce di vita passata.
Con l’avanzare delle missioni spaziali e il ritorno dei campioni marziani sulla Terra, potremo testare queste teorie e ottenere una visione sempre più chiara della storia di Marte e della possibilità che un tempo potesse ospitare forme di vita.
