La roccia nera di Marte nasconde tracce di acqua ancestrale. Scienziati sorpresi

Un frammento di Marte che riscrive la storia del Pianeta Rosso

Per anni questo scuro masso, conosciuto come Black Beauty, ha riposato nei laboratori come uno dei tanti reperti marziani. Solo le più recenti scansioni ad altissima risoluzione hanno rivelato che al suo interno si nasconde un registro straordinario della primissima storia del Pianeta Rosso — insieme a minerali ricchissimi di acqua.

Il meteorite Black Beauty, catalogato anche come NWA 7034, ha raggiunto la Terra dopo un violento impatto sulla superficie di Marte. Le analisi isotopiche indicano che il suo materiale ha oltre 4,48 miliardi di anni. Si tratta di un frammento della crosta planetaria risalente all'epoca in cui si stavano appena definendo le condizioni per la vita nel Sistema Solare.

La roccia è una breccia — un insieme di frammenti diversi cementati tra loro. Campioni di questo tipo sono particolarmente preziosi perché racchiudono in un unico pezzo la registrazione di molteplici processi geologici. In passato gli scienziati erano spesso costretti a tagliare o frantumare i meteoriti per osservarne l'interno, rischiando di perdere parte delle informazioni contenute.

Come esplorare l'interno di un meteorite senza distruggere nulla

Il protagonista di questa svolta è la tomografia computerizzata avanzata. Si tratta di una tecnica simile alla TAC medica, ma enormemente più precisa e progettata appositamente per materiali geologici ad alta densità. Il gruppo di ricerca ha bombardato il meteorite con sottili fasci di radiazione, ricostruendo strato per strato un'immagine tridimensionale del suo interno.

Questo metodo permette di individuare differenze minime nella densità e nella composizione minerale, per poi decidere se valga la pena eseguire analisi più invasive. Nel caso di Black Beauty, la struttura della roccia ha rivelato frammenti microscopici ma estremamente significativi, particolarmente ricchi di idrogeno.

La tomografia offre ai ricercatori la possibilità di studiare campioni rari senza alcun rischio di danneggiarli. Prima si mappa l'intera struttura, si identificano le zone di interesse e solo successivamente si preleva materiale in modo mirato. Questo approccio sta rivoluzionando il modo di lavorare con i meteoriti e altri oggetti geologici unici al mondo.

Granuli portatori d'acqua vecchi di miliardi di anni

I ricercatori hanno descritto la presenza di raggruppamenti minerali con un elevatissimo contenuto di acqua chimicamente legata. Questi si presentano sotto forma di piccoli clasti — granuli ben distinti all'interno della breccia. Le loro caratteristiche sono davvero notevoli:

• rappresentano circa lo 0,4 percento del volume totale del meteorite
• contengono una quantità significativa di acqua chimicamente legata
• possono essere responsabili fino all'11 percento del contenuto totale di acqua nel campione
• si tratta di ossidi di ferro idratati appartenenti al gruppo degli ossidrossidi ferrici
• si formano tipicamente in presenza di acqua liquida, a temperatura e pressione adeguate
• la loro struttura è quasi identica a quella dei minerali rilevati dal rover Perseverance

I numeri possono sembrare modesti, ma nella geologia marziana hanno un peso enorme. Questo tipo di minerali si forma generalmente in condizioni dove esiste acqua liquida, temperatura e pressione appropriate. È un segnale inequivocabile che la roccia ha attraversato una fase di trasformazione in un ambiente ricco di liquidi, e non soltanto in un paesaggio arido e gelido.

Confrontando questi minerali con la datazione della roccia, emerge che l'acqua potrebbe essere stata presente sulla superficie o immediatamente al di sotto già nella primissima storia di Marte — in un'epoca in cui la Terra stava ancora stabilizzando il proprio clima. I ricercatori hanno così ottenuto prove concrete che Marte ha attraversato un periodo umido molto prima di quanto si ritenesse finora.

Le analogie con i campioni del rover Perseverance

Il team ha confrontato la composizione di Black Beauty con i dati raccolti dal rover Perseverance nel cratere Jezero. Anche sul posto, su Marte, gli strumenti del rover hanno rilevato minerali di ferro idratati strutturalmente molto simili a quelli trovati nel meteorite.

Questa somiglianza suggerisce che tali minerali potrebbero essersi formati in molte regioni del pianeta e non soltanto in zone locali. Gli scienziati parlano addirittura di un'antica e vasta riserva d'acqua sepolta appena sotto la superficie di Marte, i cui resti oggi affiorano in luoghi diversi — sia nelle rocce analizzate dai rover che nei meteoriti caduti sulla Terra.

Il rover Perseverance raccoglie campioni dal cratere Jezero dal febbraio 2021. La NASA prevede il loro rientro sulla Terra nell'ambito della missione Mars Sample Return, il cui calendario continua però a subire ritardi. Nel frattempo, meteoriti come Black Beauty rimangono la principale fonte di materiale marziano nei laboratori terrestri.

La presenza delle stesse fasi minerali sia nel meteorite che nei siti esplorati dalle missioni robotiche attuali conferma che il Marte primordiale possedeva un sistema idrologico globale. Secondo gli scienziati, questo aumenta sensibilmente le probabilità che sul pianeta si siano create le condizioni adatte alla comparsa di forme di vita primitive.

Marte come archivio che la Terra non possiede più

Una delle tesi più affascinanti riguarda il confronto tra Marte e la Terra. Il nostro pianeta è caratterizzato da una tettonica delle placche attiva e da un'intensa erosione. Questo è straordinario per la vita, ma fatale per le rocce più antiche — la maggior parte di esse è scomparsa da tempo o ha subito trasformazioni così profonde da rendere quasi impossibile recuperarne le informazioni originali.

Marte, da questo punto di vista, è molto più conservativo. L'assenza della tettonica delle placche ha fatto sì che i frammenti più antichi della crosta si trovino ancora più o meno dove si sono formati. Meteoriti come Black Beauty offrono quindi accesso a registrazioni che sulla Terra sono state cancellate in modo irreversibile.

Gli scienziati parlano di una finestra sull'ambiente primordiale dei pianeti rocciosi — e la roccia nera di Marte conserva ciò che la Terra ha perso nel corso di miliardi di anni di movimenti tettonici ed erosione. Lo studio dei meteoriti marziani aiuta paradossalmente a comprendere anche la storia più antica del nostro stesso pianeta.

Pianeti come Marte funzionano come una biblioteca geologica dei primi stadi di formazione del Sistema Solare. Mentre sulla Terra le rocce più antiche di tre miliardi di anni si trovano solo raramente, su Marte costituiscono una componente ordinaria della superficie. Ogni meteorite proveniente dal Pianeta Rosso è quindi un vero e proprio viaggio a ritroso nel tempo.

Cosa significa trovare acqua nella roccia e quale rapporto ha con la vita

Nel caso di Black Beauty si parla di acqua chimicamente legata, non di gocce o ghiaccio nelle cavità della roccia. Gli atomi di idrogeno e ossigeno sono integrati nella struttura stessa dei minerali. È sufficiente per affermare che al momento della formazione di queste fasi esisteva un ambiente con acqua allo stato liquido.

Questo significa automaticamente che c'era vita? No. Tali minerali indicano condizioni che possono favorire la formazione di semplici composti organici e una successiva biologia, ma da soli non costituiscono una prova dell'esistenza di microrganismi. Forniscono però una cornice temporale: se l'acqua era presente molto presto, Marte ha avuto più tempo per attraversare fasi simili a quelle che sulla Terra hanno portato alla nascita della vita.

I ricercatori sottolineano che i minerali idratati sono un indicatore di abitabilità, non direttamente di vita. Dimostrano che Marte ha avuto in passato condizioni in cui poteva esistere acqua liquida per periodi prolungati. Questo è il presupposto fondamentale per le reazioni biochimiche che conducono alla vita come la conosciamo.

Perché una singola scoperta genera tanto fermento nel mondo scientifico

Molti lettori potrebbero chiedersi perché pochi decimi di percento di certi minerali in una roccia esotica accenda così tanto la fantasia degli scienziati. La risposta sta nella combinazione di tre proprietà: l'età straordinariamente elevata della roccia, che risale agli albori della storia del Sistema Solare, le tracce inequivocabili di processi legati all'acqua, e la corrispondenza con i dati delle attuali missioni robotiche su Marte.

Insieme, questi elementi dipingono un quadro coerente di un Marte che non è sempre stato una sfera arida e arrugginita. Anche la percezione dei meteoriti è cambiata: invece di considerarli semplici curiosità da collezione, gli scienziati li vedono come tessere di un puzzle più ampio che collega dati da satelliti, rover e modellazione informatica.

Per il lettore comune, questa storia è un ottimo promemoria del fatto che l'espressione acqua su un altro pianeta non evoca necessariamente spettacolari laghi o geyser. Molto spesso tutto comincia da tracce nascoste in granuli minerali microscopici. Sono proprio queste tracce a permettere la ricostruzione di climi e geologie antichissimi — e ad aiutarci a rispondere all'interrogativo se, da qualche altra parte nell'universo, abbiano mai potuto formarsi condizioni simili a quelle che hanno dato origine alla vita sulla Terra.