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News del 20 gennaio 2006. Fonte: ESA (Ente Spaziale Europeo)
Le caratteristiche spettacolari oggi
visibili sulla superficie marziana indicano l'esistenza passata di
ghiacciai, ma da dove è venuto il ghiaccio?
Onde affrontare le spinose teorie suscettibili di essere dibattute, il team condotto da Francois Forget dell'Università di Parigi 6 (Francia), nonché scienziato interdisciplinare addetto alla missione Mars Express, ha pensato di fare un salto nel passato climatico di Marte utilizzando un sistema computerizzato impiegato molto bene per simulare in dettaglio il comportamento della meteorologia marziana odierna. Per avviare il procedimento della simulazione digitale, Forget ed i colleghi hanno dovuto fare alcune supposizioni, o meglio, partire da una serie di preconcetti fondamentali: prima di tutto la calotta polare nord avrebbe costituito il principale serbatoio di ghiaccio; secondariamente, l'asse di rotazione sarebbe stato inclinato di 45º sul piano orbitale planetario. “Questo avrebbe reso l'asse molto più obliquo di oggi (alcuni dicono 23° 59' altri 25° 19' - nota di Pianeta Marte.net), ma tale inclinazione sarebbe stata probabilmente molto comune nella lunga storia di Marte. Effettivamente, l'ultima volta che ciò accadde, dovette corrispondere a un periodo di 5,5 milioni di anni fa” dice Forget.
In considerazione della elevata inclinazione assiale, l'illuminazione solare nell'estate del nord polare risulterebbe maggiore, producendo una considerevole sublimazione di ghiaccio e conducendo ad un ciclo dell'acqua molto più intenso di oggi. Le simulazioni hanno dimostrato che il ghiaccio d'acqua si sarebbe accumulato ad un tasso compreso tra i 30 e i 70 millimetri annui in alcune aree localizzate sui fianchi di Elysium Mons, Olympus Mons ed i tre monti del vulcano Tharsis. Dopo alcune migliaia di anni, il ghiaccio accumulato avrebbe formato i ghiacciai, dallo spessore di parecchie centinaia di metri. Quando il team di scienziati ha paragonato posizione e forma del ghiacciai simulati con quelli effettivamente presenti nella regione di Tharsis - una delle tre aree principali dove i segni di ghiacciai sono stati individuati - hanno trovato un eccellente riscontro. In modo particolare, l'accumulo massimo era previsto sui fianchi occidentali di Arsia e Pavonis Montes della regione di Tharsis, dove i maggiori depositi sono stati effettivamente osservati. Nelle loro simulazioni, gli scienziati avrebbero anche intuito il come e perché il ghiaccio sia stato accumulato sui fianchi di queste montagne della regione di Tharsis milioni di anni fa. Oltretutto, poi, i forti venti che si protraevano nel corso degli anni, e simili ai monsoni terrestri, avrebbero favorito il movimento di grandi quantità di aria ricca d'acqua intorno Arsia e Pavonis Montes. Mentre subiva un raffreddamento dell'ordine di 10 gradi C°, l'acqua si sarebbe condensata formando particelle di ghiaccio (più grandi di quelle osservate oggi nelle nuvole della regione di Tharsis); era ciò che poi cadeva in superficie. Le altre montagne come Olympus Mons mostrano dei depositi più in scala ridotta perché, secondo le simulazioni, sarebbero state esposte a quei forti venti ricchi d'acqua soltanto durante l'estate del nord. “La calotta del polo nord non può essere stata sempre, nonostante gli alti periodi di inclinazione dell'asse, la sola fonte di acqua del pianeta” aggiunge Forget. “Cosí abbiamo prestamente effettuato delle simulazioni presumendo che altro ghiaccio sia stato disponibile nella calotta polare sud. Avremmo potuto ancora vedere l'accumulazione di ghiaccio nella regione di Tharsis, ma questa volta anche sul lato est del Bacino di Hellas, un cratere profondo oltre sei chilometri”. Questo spiegherebbe le origini di quella vasta area dove un'altra apparente formazione di ghiaccio sarebbe oggi osservata: il Bacino di Hellas orientale. “Il bacino di Hellas è infatti profondo abbastanza per indurre la generazione di un vento settentrionale che poteva scorrere sul suo lato orientale, favorendo il passaggio della maggior parte del vapore acqueo generato nel polo sud durante l'estate. Quando l'aria ricca d'acqua incontrava la massa d'aria più fredda entro Hellas orientale, essa condensava, precipitava e formava i ghiacciai” spiega Forget. Comunque, il team scientifico non potrebbe predire la deposizione di ghiaccio nella regione di Deuterolinus-Protonilus Mensae, nel quale caso esso potrebbe essersi formato dagli altri meccanismi. Gli scienziati stanno vagliando parecchie altre ipotesi sulla formazione di ghiacciai recenti. Per esempio, le osservazioni di Olympus Mons ottenute dall'High Resolution Stereo Camera, montata su Mars Express, potrebbero suggerire che il movimento d'acqua dal sottosuolo verso la superficie deriverebbe da probabili attività idrotermali, portando allo sviluppo di ghiacciai sulla superficie fredda. Fine della news Per coloro che, naturalmente, gradissero approfondire questa affascinante ipotesi rimandiamo al link ESA originale; potranno acquisire ulteriori riferimenti riguardo la strumentazione e gli stessi autori-curatori dello studio. Abbiamo preferito semplicemente tradurre, speriamo nel miglior modo possibile, la notizia senza "inquinarne" il senso con le nostre opinioni. Ci occuperemo dell'analisi critica qui, nelle righe a seguire... Quello che ci lascia un po' perplessi non è tanto l'atteggiamento, in realtà molto prudente e positivo, del dr. Forget, quanto l'impressione di "epiciclo di Tolomeo" che traspare nella formulazione dei "presupposti". Non riusciamo a capire da dove arrivi l'idea che Marte possa aver avuto l'asse di rotazione inclinato di 45°, sebbene potrebbe essere vero. Vogliamo tuttavia fare la nostra analisi con l'obiettivo di indicare altre strade per arrivare allo stesso risultato, senza però declassare l'autorevole lavoro di validi scienziati. Comunemente si suppone che i pianeti del sistema solare abbiano circa 4,5 miliardi di anni e che nelle fasi iniziali siano stati massacrati da innumerevoli impatti meteorici (e/o cometari). Una volta terminata questa fase i pianeti avrebbero seguito ciascuno la propria evoluzione, nonché trasformazione. Nel caso di Marte è accreditata l'idea che fino a 3,8 miliardi di anni fa vi fossero state le condizioni climatiche adatte per la nascita della vita, tali da rendere il pianeta caldo e umido, con abbondanti mari, laghi e fiumi superficiali ed una pressione atmosferica paragonabile a quella terrestre odierna: viene chiamata Era Noachiana. Accade poi "qualcosa" di non ben definito. La comunità scientifica in effetti non ha un'idea precisa al riguardo; ma quello che sembra essere più chiaro è relativo al "dopo-qualcosa". Da allora, si suppone, Marte avrebbe subito un lento ed inesorabile processo di deterioramento climatico, con conseguente diminuzione della temperatura, inaridimento atmosferico e caduta della pressione, mineralizzazione dei gas atmosferici, evaporazione dell'acqua superficiale, sua disgregazione e successivo congelamento della rimanente residua. Alcuni scienziati sostengono che la fine dell'era Noachiana sia semplicemente dovuta alle ridotte dimensioni del pianeta che, incapace di trattenere l'atmosfera, iniziò a perderla man mano. Altri vedono periodici inneschi termici dell'interno planetario grazie ai quali l'atmosfera avrebbe avuto cicli di rigenerazione temporanea, per poi nuovamente assottigliarsi. Altri ancora sostengono che un terribile impatto con qualche enorme meteorite produsse i meccanismi che trasformarono lentamente Marte. Oltre alle idee poco chiare c'è un altro grave problema di fondo: non si sa esattamente a che distanza Marte orbitava dal sole in epoche più o meno remote e se rotazione ed inclinazione dell'asse differivano o no di molto rispetto ad oggi. Questo però non dovrebbe essere visto necessariamente in tono negativo perchè operando su più ipotesi forse sarà possibile il raggiungimento di una migliorte comprensione della storia del pianeta rosso. Di per se la tesi dell'era Noachiana e del successivo deterioramento del pianeta non è da scartare aprioristicamente, a prescindere da altre differenze di vedute. E' una buona teoria. Nel nostro paradigma storico sono le datazioni a nove zeri che non condividiamo molto e, di fatto, si riducono a poche migliaia di anni fa. Siamo però curiosi di capire cosa abbia potuto portare Marte ad acquisire un'inclinazione assiale di 45°. Il dr. Forget sostiene che, nel corso della lunga storia del pianeta, lo spostamento dell'asse era un fenomeno ricorrente, ovvero che accadeva ciclicamente nell'arco di milioni di anni tuttavia, affinchè ciò poteva verificarsi, sarebbero state necessarie quantità di energia cinetica inimmaginabili, solo per produrre variazioni rilevanti al moto inerziale del pianeta. Per esempio devastanti impatti potrebbero teoricamente produrre uno spostamento dell'asse di rotazione. Quindi la conseguente domanda è: quanti impatti di immane portata avrebbe subito Marte per vedersi ogni volta l'asse spostato? Dobbiamo poi fare i conti con il risultato finale di ogni singolo evento e sapere a quanto poteva ammontare il valore dell'inclinazione dell'asse di volta in volta, così da esporre all'irraggiamento solare il polo nord marziano. E, pur ammettendo che tutto ciò fosse plausibile, che dire dell'orbita stessa e di eventuali variazioni? Non trascuriamo poi gli effetti sconvolgenti che tali impatti avrebbero recato sul clima planetario e sulla formazione degli stessi ghiacciai. Se volessimo invece ipotizzare che si trattasse di un fenomeno periodico e regolare dovremmo pensare che il pianeta debba possedere un movimento dell'asse di rotazione non solo precessionale, ma addirittura a pendolo, oscillante insomma. Questa idea è semplicemente assurda perchè i pianeti si muovono sulla base di un moto puramente inerziale costituito da: orbita attorno al sole, rotazione sull'asse e spostamento rotatorio dell'asse stesso. Immaginare che quest'ultimo possa oscillare allargandosi e restringendosi in modo regolare chiamerebbe in causa delle proprietà che farebbero di un pianeta qualcosa di simile ad una "marionetta". In realtà sono stati osservati asteroidi dotati di movimenti caotici (vedi lo stesso Toutatis che ci sfiorò il 29 settembre 2004), ma nulla di simile a qualcosa di riconducibile a movimenti a pendolo. Per ruotare con un moto oscillante regolare, un pianeta dovrebbe come minimo avere il nucleo spostato parecchio rispetto al proprio centro. E per di più dovrebbe essere molto denso e compatto. In sostanza la nostra opinione è che il presupposto dell'asse marziano inclinato a 45° non poggia su nessuna base oggettiva. E' solo una ipotesi, senza dubbio degna di rispetto e meritevole di considerazione come qualsiasi altra, ma associabile a nessuna certezza. Per quanto riguarda il polo nord quale deposito di ghiaccio potrebbe essere una buona idea, però dobbiamo accettare come valida la tesi dell'era Noachiana di 3,8 miliardi di anni fa. Il problema di fondo è che le simulazioni al computer possono dimostrare tutto e niente, a seconda dei presupposti sulle quali esse stesse vengono progettate e proposte. Sarebbe stato davvero avvincente tentare di arrivare allo stesso risultato creando simulazioni basate su differenti presupposti. Un altro grave problema delle simulazioni al computer, sempre secondo la nostra opinione, è legata alla creazione o meno di modelli statici o dinamici. In pratica, il lavoro svolto da questi scienziati ci ha dato l'impressione di essere stato progettato partendo dal presupposto che la meteorologia marziana sia sempre stata sostanzialmente uniforme, senza particolari picchi dinamici o fenomeni bizzarri (come accade sulla Terra). E se invece nel corso del tempo (anche sulla base delle teorie tradizionali) si fossero verificati fenomeni meteorologici imprevedibili, al di fuori delle ipotesi e delle predizioni calcolate nei modelli? E se per esempio tali ghiacciai si fossero formati in solo 100 anni anzichè in 1000 o 10000 anni o più? Quello che vogliamo dire è il tentare a costruire simulazioni basate anche su concetti folli. Forse si giungerà allo stesso risultato. Ed è moltissimo da apprezzare e rispettare la consapevolezza che il dr. Forget ha manifestato dicendo che occorre valutare altre ipotesi tra cui possibili fenomeni idrotermali sotterranei e altro ancora. Noi riteniamo che le simulazioni computerizzate siano un ottimo aiuto se però si lavorasse su più ipotesi parallelamente, dalle più pragmatiche alle più esotiche. Comunque sia, nel nostro quadro teorico la situazione potrebbe essere riassunta così: "Nell'arco di un relativamente breve periodo di anni si verificò lo spostamento orbitale di Marte, che tuttavia mantenne sostanzialmente invariata la nuova inclinazione dell'asse di rotazione rispetto alla precedente ed anche il periodo di rotazione (modificato di poco rispetto ad un precedente valore). Nella nostra visione storica riteniamo che sia la Terra che Marte subirono i medesimi effetti energetici, tali da indurre i rispettivi assi a orientarsi in modo divergente, ma su valori quasi uguali. Nella fase di assestamento orbitale, Marte subì il fenomeno della rarefazione atmosferica, venendo essa rapidamente mineralizzata dalle ingenti quantità di ferro ed altri minerali emersi dal mantello (probabilmente una parte venne dispersa nello spazio da spaventose onde d'urto). Durante questo periodo una considerevole quantità delle acque marziane vennero assorbite dal suolo sprofondando oppure mineralizzandosi e dando forma ad innumerevoli composti chimici. Esse divennero parte integrante del terreno estendendosi per chilometri, ma con una distribuita disomogenea su tutto il pianeta. Non tutta l'acqua venne però assorbita: una parte di essa evaporò rapidamente forse a causa della pressione atmosferica che diminuiva altrettanto rapidamente. In questo modo fu immessa nuovamente una modesta percentuale di gas in atmosfera sotto forma di nubi di vapore acqueo. Cosa accadde alla temperatura? Scendeva anche essa rapidamente. Così, non solo il vapore acqueo congelò, precipitando come neve, ma anche l'anidride carbonica sospesa nell'atmosfera alla fine venne a ghiacciare concentrandosi sopratutto ai poli (questo in virtù del fatto che la temperatura di congelamento del CO2 è molto più bassa di quella dell'acqua). Perchè i ghiacciai residui sono stati trovati nei luoghi descritti dagli scienziati? Può darsi perchè la distanza che l'acqua ghiacciata avrebbe percorso, cadendo nelle precipitazioni nevose, doveva senza dubbio essere molto più breve rispetto a quella che cadeva fino alla superficie situata ad altitudini meno elevate. Quest'ultima probabilmente aveva il tempo di sciogliersi e restare per breve tempo liquida così da essere assorbita nel suolo e congelare poi ad una certa profondità. Di questa, una minima quantità è possibile che evaporava nuovamente prima di toccare il suolo, ma veniva distrutta dal sempre maggiore afflusso di raggi UV. In pratica, nel giro di poche centinaia di anni, Marte si ritrovò allo stato che più o meno conosciamo oggi: sterile, freddo, congelato e pieno di polvere rossastra. Le notevoli quantità di CO2 attualmente riscontrabili furono probabilmente prodotte durante le violente eruzioni vulcaniche e la comparsa di quella enorme frattura della crosta conosciuta come Valle Marineris (spesso pensata come prodotto di erosione eolica e/o d'acqua), originate dal tremendo cataclisma planetario". In conclusione anche noi riteniamo che alcuni ghiacciai possano essere effettivamente di origine atmosferica, come il risultato di forti e persistenti precipitazioni nevose, ultimo sprazzo di vita del pianeta morente.
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