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Dubbi sulla posizione dei laghi sotterranei di acqua liquida su Marte: potrebbe essere solo fango congelato

Lastre di ghiaccio al polo sud di Marte

Questa immagine presa dal Mars Reconnaissance Orbiter della NASA mostra lastre di ghiaccio al polo sud di Marte. La navicella ha scoperto dell’argilla vicino a questo ghiaccio; Gli scienziati hanno suggerito che queste argille siano la fonte dei riflessi radar che in precedenza erano interpretati come acqua liquida. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech/Università dell’Arizona/JHU

Tre studi pubblicati il ​​mese scorso hanno messo in dubbio l’ipotesi dell’esistenza di laghi sotterranei al di sotto del polo sud di Marte.

Dove c’è acqua, c’è vita. Questo è il caso della Terra, almeno, e il motivo per cui gli scienziati rimangono sconcertati da qualsiasi prova che suggerisca l’esistenza di acqua liquida in un luogo freddo e asciutto. Marte. Il Pianeta Rosso è un luogo difficile in cui cercare acqua liquida: mentre il ghiaccio d’acqua è abbondante, qualsiasi acqua abbastanza calda da essere liquida in superficie durerà solo pochi istanti prima di trasformarsi in vapore nell’aria rarefatta di Marte.

Da qui l’interesse nel 2018, quando un team guidato da Roberto Orossi dell’Astituto Nazionale d’Astrovica ha annunciato di aver trovato prove di laghi sotterranei in profondità sotto la calotta glaciale al polo sud di Marte. Le prove citate provenivano da uno strumento radar a bordo dell’orbita Mars Express dell’ESA.

Riflessioni radar di Marte a sud della calotta polare

I punti colorati rappresentano le posizioni in cui i riflessi radar luminosi sono stati osservati dall’orbita Mars Express dell’ESA nella calotta polare sud di Marte. Queste inversioni sono state precedentemente interpretate come acqua liquida sotto la superficie, ma la loro prevalenza e vicinanza alla superficie ghiacciata suggeriscono che potrebbero essere qualcos’altro. Credito: ESA/NASA/JPL-Caltech

I segnali radar, che possono penetrare roccia e ghiaccio, cambiano quando vengono riflessi da materiali diversi. In questo caso emettono segnali particolarmente luminosi sotto la calotta polare che possono essere interpretati come acqua liquida. La possibilità di un ambiente abitabile per i microbi era eccitante.

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Ma dopo aver esaminato più da vicino i dati, insieme agli esperimenti nel laboratorio del freddo qui sulla Terra, alcuni scienziati ora credono che l’argilla, non l’acqua, possa creare i segnali. Il mese scorso, tre nuovi giornali hanno scoperto il mistero e l’ipotesi dei laghi potrebbe essersi prosciugata.

ecosistema scientifico

Gli scienziati del polo marziano appartengono a una piccola comunità affiatata. Poco dopo la pubblicazione dell’articolo di Lakes, circa 80 di questi scienziati si sono incontrati alla Conferenza internazionale sulla scienza e l’esplorazione di Marte polare a Ushuaia, un villaggio costiero all’estremità meridionale dell’Argentina.

Tali incontri offrono l’opportunità di testare nuove teorie e sfidare le opinioni reciproche. “La società può generare i propri piccoli ecosistemi scientifici”, ha affermato Jeffrey Plaut. NASAJPL, uno degli scienziati che ha viaggiato per partecipare alla conferenza. È anche il co-investigatore principale, insieme a Orosei, dello strumento dietro gli intriganti segnali radar, chiamato MARSIS, o Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Instruments. “Queste comunità possono essere autosufficienti perché fai una domanda a qualcuno e forse dopo un anno o due ti aiutano a trovare una risposta”, ha continuato.

Gran parte del discorso si è concentrato sui laghi sotterranei. Quanto calore ci vuole per mantenere i liquidi dell’acqua sotto tutto quel ghiaccio? La salamoia può abbassare il punto di congelamento dell’acqua abbastanza da mantenerla liquida?

Isaac Smith

Isaac Smith della York University di Toronto ha raccolto mentre lavorava in laboratorio e ha congelato l’argilla smectite con azoto liquido per testare come avrebbe risposto ai segnali radar. I risultati sfidano l’ipotesi che i laghi sotterranei si possano trovare al polo sud di Marte. Credito: York University / Craig Reza

Naturalmente, questa non sarebbe la prima volta che un’entusiasmante ipotesi legata all’acqua ha scatenato una raffica di indagini. Nel 2015, il Mars Reconnaissance Orbiter della NASA ha trovato quelle che sembravano strisce di sabbia bagnata che scorrevano lungo i pendii, un fenomeno chiamato “linea di pendenza ricorrente”. Ma ripetute osservazioni utilizzando l’HiRISE della navicella spaziale, o l’esperimento scientifico di imaging ad alta risoluzione, da allora la fotocamera ha rivelato che questo è probabilmente il risultato di flussi di sabbia. Un documento di ricerca pubblicato all’inizio di quest’anno ha trovato diverse linee di pendenza ripetute dopo una tempesta di polvere globale su Marte nel 2018. I risultati suggeriscono che la polvere che si deposita sui pendii porta a flussi di sabbia, che a loro volta espongono il materiale sotterraneo scuro che conferisce alla linea il suo colore caratteristico. .

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Come per l’ipotesi delle sabbie umide, molti scienziati stanno iniziando a pensare a modi per testare l’ipotesi dei laghi sotterranei. “C’era la sensazione che avremmo dovuto cercare di affrontare questo problema”, ha detto Isaac Smith della York University di Toronto, che ha organizzato la conferenza a Ushuaia e ha condotto l’ultimo studio che mostra che l’argilla potrebbe spiegare le osservazioni.

Troppo freddo per i laghi

Tra questi studiosi c’era Blot. Lui e Aditya Khuller, uno studente di dottorato presso l’Arizona State University che stava facendo uno stage presso Laboratorio di propulsione a reazione, ha analizzato 44.000 echi radar dalla base della calotta polare in 15 anni di dati MARSIS. Hanno mostrato dozzine di inversioni luminose come quelle dello studio del 2018, ma nel loro ultimo articolo pubblicato su Lettere di ricerca geofisicaHanno trovato molti di questi segnali in aree vicino alla superficie, dove deve essere così freddo che l’acqua rimane liquida, anche se mescolata con perclorato, un tipo di sale che si trova comunemente su Marte e che può abbassare la temperatura di congelamento dell’acqua.

Quindi due team separati di scienziati hanno analizzato i segnali radar per determinare se qualcos’altro potesse produrre questi segnali.

Carver Pearson dell’Arizona State University ha completato uno studio teorico che indica diversi potenziali materiali che possono causare i segnali, tra cui argilla, minerali contenenti minerali e ghiaccio salato. Ma Isaac Smith della York University, sapendo che un gruppo di argille chiamate smectiti è stato trovato in tutto Marte, è andato oltre in un terzo articolo separato: ha misurato le proprietà delle smectiti in laboratorio.

La smectite sembra una roccia normale, ma è stata formata da acqua liquida molto tempo fa. Smith ha posizionato diversi campioni di smectite in un cilindro progettato per misurare il modo in cui i segnali radar interagiscono con essi. Lo ha anche immerso nell’azoto liquido, congelandolo a meno 58 gradi Fahrenheit (meno 50 gradi Centigrado) – vicino a quello che sarebbe al polo sud di Marte.

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“Il laboratorio era freddo”, ha detto Smith. “A quel tempo in Canada era inverno e pompare azoto liquido nella stanza ha reso la stanza più fresca. Ero legato con un cappello, una giacca, guanti, sciarpa e maschera perché COVID-19. Era molto scomodo”.

Dopo aver congelato i campioni di argilla, Smith ha scoperto che la loro risposta corrispondeva quasi esattamente alle osservazioni radar MARSIS. Successivamente, lui e il suo team hanno esaminato il fango su Marte vicino a quelle osservazioni radar. Si sono basati sui dati di MRO, che trasporta un grafico minerale chiamato Compact Imaging Spectrometry, o CRISM.

bingo. Sebbene CRISM non possa scrutare attraverso il ghiaccio, Smith ha trovato alcuni piccoli oggetti sparsi vicino alla calotta antartica. Il team di Smith ha dimostrato che le smectiti congelate possono fare inversioni – non sono necessarie quantità insolite di sale o calore – e che si trovano in Antartide.

Non c’è modo di essere sicuri dei segnali radar luminosi senza atterrare al polo sud di Marte e scavare attraverso chilometri di ghiaccio. Ma i documenti recenti hanno offerto spiegazioni ragionevoli che hanno più senso dell’acqua liquida.

“Nella scienza planetaria, spesso ci avviciniamo un po’ di più alla verità”, ha detto Plott. “Il documento originale non ha dimostrato che si trattava di acqua, e questi nuovi documenti non dimostrano che non lo sia. Ma cerchiamo di restringere il più possibile la gamma di possibilità per raggiungere un consenso”.