In un nuovo studio, gli scienziati planetari hanno scoperto forti somiglianze tra i terreni del cratere Gale su Marte e quelli di Terranova in Canada, un’area dal clima subartico freddo.
Gli scienziati utilizzano spesso il suolo per descrivere la storia ambientale, poiché i minerali presenti possono raccontare la storia dell’evoluzione del paesaggio nel tempo. Capire meglio come si sono formati questi materiali potrebbe aiutare a rispondere a domande di vecchia data sulle condizioni storiche del pianeta rosso. I terreni e le rocce del cratere Gale forniscono una testimonianza del clima di Marte tra 3 e 4 miliardi di anni fa, durante un periodo in cui l’acqua sul pianeta era relativamente abbondante e in cui la vita apparve per la prima volta sulla Terra. “Il cratere Gale è un paleo-lago: era ovviamente presente acqua. Ma quali erano le condizioni ambientali quando c’era acqua?”, ha affermato il dott. Anthony Feldman, scienziato del suolo e geomorfologo presso il Desert Research Institute. “Non troveremo mai un analogo diretto della superficie marziana, perché le condizioni sono così diverse tra Marte e la Terra. Ma possiamo osservare le tendenze in condizioni terrestri e usarle per cercare di estrapolare alle domande marziane”. Il rover Curiosity della NASA studia il cratere Gale dal 2011 e ha scoperto una grande quantità di materiali del suolo noti come materiali amorfi a raggi X. Questi componenti del terreno sono privi della tipica struttura atomica ripetuta che definisce i minerali e pertanto non possono essere facilmente caratterizzati utilizzando tecniche tradizionali come la diffrazione dei raggi X. Quando i raggi X vengono sparati su materiali cristallini come, ad esempio, un diamante, i raggi X si diffondono secondo angoli caratteristici basati sulla struttura interna del minerale. Tuttavia, il materiale amorfo ai raggi X non produce queste impronte digitali caratteristiche. Questo metodo di diffrazione dei raggi X è stato utilizzato dal rover Curiosity per dimostrare che il materiale amorfo ai raggi X era costituito tra il 15 e il 73% dei campioni di terreno e roccia analizzati nel cratere Gale. “Si può pensare ai materiali amorfi a raggi X come alla gelatina. È questa zuppa di diversi elementi e sostanze chimiche che scivolano l’una sull’altra”, ha detto il dott. Feldman. Curiosity ha inoltre effettuato analisi chimiche sui campioni di terreno e roccia, scoprendo che il materiale amorfo era ricco di ferro e silice, ma povero di alluminio. Al di là delle limitate informazioni chimiche, gli scienziati non hanno ancora capito cosa sia questo materiale amorfo, né cosa la sua presenza implichi per l’ambiente storico di Marte. Scoprire maggiori informazioni su come questi materiali enigmatici si formano e persistono sulla Terra potrebbe aiutare a rispondere a domande ricorrenti sul pianeta rosso. Il dott. Feldman e i suoi colleghi hanno visitato tre località alla ricerca di materiale amorfo ai raggi X simile: gli altopiani del Parco nazionale Gros Morne a Terranova, i monti Klamath nella California settentrionale e il Nevada occidentale. Questi tre siti presentavano terreni serpentinitici che i ricercatori si aspettavano fossero chimicamente simili al materiale amorfo ai raggi X del cratere Gale: ricchi di ferro e silicio ma privi di alluminio. Le tre località hanno inoltre fornito una gamma di dati su precipitazioni piovose, nevicate e temperature che potrebbero aiutare a comprendere il tipo di condizioni ambientali che producono materiale amorfo e ne favoriscono la conservazione. In ogni sito, il team di ricerca ha esaminato i terreni utilizzando l’analisi della diffrazione dei raggi X e la microscopia elettronica a trasmissione, che hanno consentito di osservare i materiali del terreno a un livello più dettagliato.
Le condizioni subartiche di Terranova hanno prodotto materiali chimicamente simili a quelli trovati nel cratere Gale, che erano anche privi di struttura cristallina. I terreni prodotti in climi più caldi come California e Nevada non lo erano. “Ciò dimostra che è necessaria la presenza di acqua per formare questi materiali”, ha affermato il dott. Feldman. “Ma devono esserci condizioni di temperatura media annuale fredda, prossima allo zero, per preservare il materiale amorfo nei terreni”. Il materiale amorfo è spesso considerato relativamente instabile, nel senso che a livello atomico gli atomi non si sono ancora organizzati nelle loro forme finali, più cristalline. “C’è qualcosa che sta accadendo nella cinetica, ovvero nella velocità di reazione, che la sta rallentando in modo che questi materiali possano essere preservati su scale temporali geologiche”, ha affermato il dott. Feldman. “Quello che stiamo suggerendo è che condizioni molto fredde, prossime al congelamento, siano uno specifico fattore limitante cinetico che consente a questi materiali di formarsi e di conservarsi”. “Questo studio migliora la nostra comprensione del clima di Marte.” “I risultati suggeriscono che l’abbondanza di questo materiale nel cratere Gale è coerente con le condizioni subartiche, simili a quelle che vedremmo, ad esempio, in Islanda”. Il lavoro del team è stato pubblicato sulla rivista Communications Earth and Environment .
