Un dibattito che dura da anni
Geologi e planetologi discutono da tempo se su Marte sia mai esistito un vero oceano oppure soltanto laghi isolati e corsi d’acqua. Un gruppo di ricercatori propone ora una lettura completamente nuova dei dati topografici del pianeta.
Su un punto la comunità scientifica è ormai quasi unanime: miliardi di anni fa, su Marte scorreva acqua liquida. Lo confermano le immagini degli orbiter, le analisi dei rover e i modelli climatici. Si vedono antichi alvei fluviali, foci che ricordano delta, sedimenti legati a un flusso idrico prolungato. Un quadro radicalmente diverso dall’attuale deserto gelido con la sua atmosfera rarefatta.
Il nodo del contendere riguarda la portata di questo episodio acquatico. Si trattò solo di un periodo con numerosi laghi e fiumi, oppure nell’emisfero settentrionale esisteva un oceano immenso, che copriva fino a un terzo della superficie del pianeta? Una nuova analisi del terreno suggerisce che questo scenario più audace stia diventando sempre più plausibile.
Perché le antiche linee costiere di Marte non tornano
Per anni i ricercatori hanno cercato di tracciare le presunte coste di un oceano primordiale basandosi su formazioni simili a linee litoranee: scarpate, terrazze, bordi caratteristici. Queste strutture si disponevano effettivamente in una fascia ampia attorno a buona parte dell’emisfero nord.
Il problema è emerso nel momento in cui si è iniziato a misurarne l’altitudine. Sulla Terra il livello del mare si riferisce alla stessa superficie gravitazionale, quindi le linee costiere si trovano globalmente più o meno alla stessa quota. Su Marte dovrebbe essere simile. Eppure le presunte coste marziane differivano in altezza di diversi chilometri. Una discrepanza enorme, difficilmente compatibile con una superficie oceanica pianeggiante.
Per spiegarlo sono emerse due ipotesi principali. La prima proponeva uno spostamento significativo della crosta planetaria legato a un cambiamento nell’orientamento dell’asse di rotazione, la cosiddetta migrazione del polo. La seconda teneva conto delle forti deformazioni crostali causate dal poderoso vulcanismo nell’area di Tharsis e dalla formazione di massicci vulcani come l’Olympus Mons.
Entrambe le ipotesi spiegano parte dei dati, ma non eliminano tutte le incongruenze. Si è quindi fatta strada sempre più spesso l’idea che alcune strutture ritenute antiche coste non lo fossero affatto. Da qui la decisione di cercare una traccia completamente diversa e più inequivocabile.
Alla ricerca di una firma topografica difficile da contestare
Il gruppo di ricerca si è posto una domanda precisa: quale struttura geologica rappresenterebbe la migliore impronta di un antico oceano, se guardassimo la Terra dalla prospettiva di Marte eliminando tutti i mari attuali? La risposta è stata cercata attraverso simulazioni numeriche. I ricercatori hanno virtualmente prosciugato gli oceani terrestri e analizzato cosa risulterebbe più leggibile per un ipotetico osservatore esterno dopo centinaia di milioni o miliardi di anni di erosione.
Il segnale più caratteristico si è rivelato non la costa in sé, ma l’ampia piattaforma relativamente piatta che circonda i continenti — la piattaforma continentale. Sulla Terra questa è una fascia di fondale marino che circonda i continenti, con profondità modesta rispetto all’oceano aperto. Si forma per lenta deposizione di materiale proveniente da fiumi e rive, creando nel tempo uno spesso pacchetto di sedimenti.
Tale struttura possiede caratteristiche decisive:
- è estesa e relativamente pianeggiante
- si mantiene nonostante le variazioni del livello del mare
- richiede un lungo periodo di esistenza di una grande massa d’acqua
- non si forma attorno a laghi ordinari
- accumula sedimenti per milioni di anni
- conserva un registro delle condizioni climatiche
- funge da confine naturale tra oceano e terraferma
Se qualcosa di simile venisse individuato su Marte, costituirebbe un argomento solido a favore di un oceano vasto e duraturo, non solo di mari periodici o alluvioni temporanee.
La piattaforma continentale marziana: come l’hanno riconosciuta
Dopo aver identificato il modello di riferimento dalla Terra, i ricercatori sono passati all’analisi dei dati topografici di Marte. Hanno utilizzato mappe altimetriche dettagliate ottenute dalle misurazioni delle sonde in orbita attorno al pianeta. Cercavano zone ampie e relativamente piatte che circondassero le aree più basse dell’emisfero settentrionale — i luoghi dove, secondo le ipotesi precedenti, poteva estendersi un oceano.
L’analisi ha rivelato una struttura che corrisponde molto bene alla forma attesa di una piattaforma continentale. Forma una fascia estesa con differenze di quota minime, distribuita in modo da suggerire un confine naturale tra l’ipotetico oceano e la terraferma più elevata. Sulla base dell’andamento di questa struttura, i ricercatori hanno ricostruito l’area dell’antico bacino idrico, che occupava circa un terzo della superficie marziana, prevalentemente nell’emisfero nord.
Questa distribuzione corrisponde molto bene alla dualità topografica già osservata in precedenza su Marte — terreni più bassi al nord e zone più elevate al sud, che ricordano in qualche modo i continenti terrestri. Ricercatori di varie istituzioni stanno ora confrontando questi risultati con i dati dei rilevamenti radar effettuati dalle sonde Mars Reconnaissance Orbiter e Mars Express.
La differenza tra un oceano e un grande lago
Un elemento cruciale è che una struttura simile a una piattaforma continentale non si forma con un bacino idrico di breve durata. Richiede milioni di anni di accumulo sedimentario e condizioni relativamente stabili. Questo esclude lo scenario di un mare poco profondo e instabile con livelli d’acqua variabili, e punta invece verso un oceano davvero longevo, attivo per una parte significativa della storia primordiale del pianeta.
Se Marte avesse avuto effettivamente un’enorme massa d’acqua stabile, l’immagine del suo clima passato cambierebbe completamente. Emerge la visione di un pianeta con un ciclo idrologico molto più simile a quello terrestre: evaporazione, nuvole, precipitazioni, fiumi che trasportano sedimenti verso l’oceano. Significa anche che l’atmosfera doveva essere allora notevolmente più densa e ricca di gas che trattengono il calore, altrimenti l’acqua sarebbe rapidamente ghiacciata o evaporata nello spazio.
Anche il periodo del giovane Marte umido potrebbe essere durato centinaia di milioni di anni, creando condizioni favorevoli alla chimica organica ed eventualmente a forme di vita elementari. Ricercatori della NASA e dell’Agenzia Spaziale Europea stanno ora pianificando ulteriori missioni mirate proprio alle aree della potenziale piattaforma continentale.
Dove cercare le tracce dell’antica vita su Marte
Sulla Terra le zone delle piattaforme continentali sono tra le regioni biologicamente più ricche. Acqua poco profonda, apporto di nutrienti dalla terraferma, buona illuminazione — un mix che favorisce la vita abbondante, dai batteri agli ecosistemi complessi. Non stupisce quindi che i ricercatori guardino ora con grande attenzione all’equivalente marziano di una tale zona.
Se su Marte si fossero mai sviluppati microorganismi, la piattaforma continentale sarebbe uno dei siti più promettenti in cui i prodotti della loro attività potrebbero essersi conservati nei sedimenti. Fondamentali saranno dunque le future missioni capaci di prelevare campioni da questa regione e analizzarli in laboratorio, esaminando la struttura dei sedimenti e le eventuali tracce biologiche.
Una prova diretta potrà arrivare solo dall’analisi degli strati sedimentari: texture, composizione chimica ed eventuali strutture difficili da spiegare con processi non biologici. I rover attualmente operativi, tra cui Perseverance al lavoro nel cratere Jezero, stanno già esaminando rocce sedimentarie formatesi in antichi laghi e delta.
Il ruolo dei rover e delle missioni future nel verificare il nuovo scenario
I dati raccolti in questi siti potranno essere confrontati con le future misurazioni nell’area della presunta piattaforma continentale marziana. Se si osservasse un tipo simile di sedimenti stratificati e di lunga durata, la tesi dell’oceano otterrebbe un nuovo sostegno. Il passo successivo sarà il ritorno dei campioni sulla Terra nell’ambito delle missioni previste del tipo Mars Sample Return.
Solo in laboratori altamente attrezzati è possibile rilevare tracce sottilissime di antichi microorganismi, come specifici rapporti isotopici o microstrutture che ricordano tappeti batterici. Ricercatori delle università di Cambridge e dell’Arizona stanno già preparando protocolli per l’analisi di tali campioni. La piattaforma continentale svolge il ruolo di una sorta di scatola nera dell’antico oceano.
Questa struttura registra per milioni di anni i sedimenti che si depositano dalla sospensione acquosa, scorrono dalla terraferma e talvolta si formano dall’attività di organismi viventi. Anche quando il livello del mare cambia in seguito, molti di questi strati rimangono sul posto, solo parzialmente alterati. Su Marte un simile sito potrebbe conservare il registro di un’intera era in cui il pianeta era idrologicamente molto più attivo.
Cosa ci dice l’oceano marziano sulla possibilità di vita altrove
La presenza di un antico oceano non garantisce ovviamente la comparsa della vita. Servono anche gli elementi chimici adeguati, condizioni termiche stabili e fonti di energia. Marte, con il suo intenso vulcanismo e una crosta ricca di minerali, soddisfaceva parte di questi requisiti. Resta aperta la questione se la durata delle condizioni favorevoli fosse sufficientemente lunga perché i processi chimici avanzassero abbastanza.
Per i ricercatori planetari, una tale ricostruzione del passato di Marte ha un’altra dimensione: aiuta a comprendere meglio altri pianeti rocciosi al di fuori del Sistema Solare. Se un pianeta vicino ha percorso il cammino da un ambiente acquatico e relativamente ospitale fino a un deserto arido, rappresenta un importante punto di riferimento nell’analisi di corpi celesti distanti, sui quali cerchiamo anch’essi tracce d’acqua e potenziali zone favorevoli alla vita.
I ricercatori concordano sul fatto che la piattaforma dello scudo continentale costituisce l’impronta chiave dell’esistenza di un oceano stabile, che potrebbe aver caratterizzato Marte per un periodo paragonabile a quello in cui sulla Terra comparve la prima forma di vita.
