RICOSTRUITI IN LABORATORIO I FLUSSI D’ACQUA

Acqua bollente modella il terreno marziano

Un team internazionale di ricercatori ha analizzato il comportamento dell’acqua in ebollizione su Marte. I risultati, presentati sull’ultimo numero di Nature Geoscience, mostrano come, alle pressioni marziane, le morfologie prodotte dalla sua azione siano profondamente diverse da quelle terrestri

Tracce di acqua salata sono state rilevate su Marte, ad esempio in questo cratere da impatto, che mostra striature scure lungo il suo bordo interno. Crediti: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Tracce di acqua salata sono state rilevate su Marte, ad esempio in questo cratere da impatto, che mostra striature scure lungo il suo bordo interno. Crediti: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Per quanto ne sappiamo, l’acqua liquida su Marte esiste solo in piccole quantità, in uno stato poco stabile e transitorio, durante i periodi più caldi della stagione estiva. Il suo ruolo è stato dunque considerato fino ad ora insignificante. Di recente, però, un team internazionale guidato da ricercatori del Laboratorio di Planetologia e Geodinamica dell’Università di Nantes ha dimostrato che quest’acqua liquida, sebbene vada in ebollizione subito dopo essere emersa dalla superficie marziana, crea un flusso turbolento in grado di espellere sedimenti e causare valanghe di neve asciutta.

Il flusso di queste piccole quantità di acqua bollente altera quindi in maniera significativa la superficie del pianeta. La scoperta di questo processo esotico, che non conosciamo sulla Terra, cambia radicalmente la nostra conoscenza della superficie di Marte. I risultati sono stati pubblicati nell’ultimo numero della rivista Nature Geoscience.

Come sappiamo, l’acqua bolle a 100 gradi, ma questo è vero soltanto al livello del mare, poiché il punto di ebollizione dipende dalla pressione atmosferica: maggiore la quota, più sottile l’atmosfera, minore la temperatura alla quale si raggiunge il punto di ebollizione. Ad esempio, se ci trovassimo in cima al monte Everest, scopriremmo che l’acqua bolle ad appena 60 gradi. Su Marte, dove l’atmosfera è molto più rarefatta rispetto a quella terrestre, può bollire anche a temperature pari a zero gradi.

Durante l’estate marziana, l’acqua ghiacciata che si trova negli strati sotterranei del pianeta inizia a sciogliersi e a raggiungere la superficie, dove incontra una temperatura media di 20 gradi e inizia immediatamente a bollire, portando con sé detriti e alterando il panorama di Marte. Questo è ciò che è accaduto ai flussi di acqua scoperti recentemente da un gruppo di ricercatori.

La Large Mars Chamber della Open University (UK) è in grado di ricreare l'ambiente marziano. La camera ha dimensioni pari a 0.9 m di diametro e 1.8 metri di lunghezza, e può quindi essere utilizzata per la simulazione su larga scala della superficie di Marte o per ospitare grandi strumenti per i test. Crediti: Open University

La Large Mars Chamber della Open University (UK) è in grado di ricreare l’ambiente marziano. La camera ha dimensioni pari a 0.9 m di diametro e 1.8 metri di lunghezza, e può quindi essere utilizzata per la simulazione su larga scala della superficie di Marte o per ospitare grandi strumenti per i test. Crediti: Open University

Per effettuare la scoperta, il team di ricercatori ha utilizzato la Large Mars Camera dell’Open University, una camera di decompressione in grado di riprodurre le condizioni atmosferiche marziane. Allo stesso tempo, un altro gruppo del laboratorio GEOPS dell’Università di Parigi Sud ha effettuato esperimenti simili in una camera a pressione atmosferica terrestre. In entrambe le camere sono stati posti un blocco di ghiaccio di acqua pura e uno di acqua salina e sono stati fatti fondere a 20 gradi lungo un pendio ricoperto di sabbia.

Gli esperimenti hanno mostrato che, in condizioni simili a quelle terrestri, l’acqua si infiltrava gradualmente nella sabbia senza lasciare traccia sulla superficie, mentre ciò che accadeva sul terreno marziano era molto diverso. Nella simulazione di ambiente marziano, l’acqua iniziava a bollire appena raggiungeva la superficie, e il gas rilasciato provocava il trasporto di granelli di sabbia.

Le piccole creste che si andavano a formare nella parte anteriore del flusso aumentavano fino a diventare instabili e produrre vere e proprie valanghe di sabbia asciutta. Il processo diventava ancora più violento a pressioni più basse (passando cioè da 0.009 bar a 0.006 bar). Contrariamente a quanto osservato sulla Terra, quindi, una volta terminato l’esperimento il terreno risultava formato da una serie di creste.

Confronto delle morfologie formate dal flusso di acqua sui terreni di tipo terrestre (a sinistra) e marziano (a destra). Crediti: Marion Massé

Confronto delle morfologie formate dal flusso di acqua sui terreni di tipo terrestre (a sinistra) e marziano (a destra). Crediti: Marion Massé

Questo processo diventava meno efficiente nel caso di acqua salina, perché questa è più stabile rispetto all’acqua pura in condizioni atmosferiche marziane. Tuttavia, dal momento che l’acqua salina è più viscosa, può trasportare più sabbia, formando piccoli canali.

I risultati presentati nello studio offrono un nuovo punto di vista sugli effetti dell’acqua sulla superficie di Marte, rendendo palese che il contributo è ben lontano dall’essere insignificante, al contrario di quanto si pensava fino a poco tempo fa. Questa scoperta, inoltre, amplia la gamma di processi che potrebbero svolgersi sulla superficie del pianeta rosso durante la fusione dei ghiacci.

La presenza di acqua liquida sulla superficie di Marte è un elemento essenziale per lo sviluppo di un ambiente favorevole alla vita. Fino ad ora avevamo basato i nostri studi anche sull’individuazione di morfologie simili a quelle prodotte sulla Terra dai flussi d’acqua, come letti di fiumi o canali. Oggi sappiamo che le strutture presenti su Marte e sul nostro pianeta possono essere il frutto di processi fisici molto differenti, e che quindi il confronto diretto non sembra essere appropriato per ricostruire il passato marziano. La nostra conoscenza di Marte fa dunque un passo indietro e due in avanti, aprendo nuove prospettive per lo studio di abitabilità del nostro vicino di casa.

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Fonte: Media INAF | Scritto da Elisa Nichelli