Il georadar del rover NASA riscrive la storia dell’acqua nel cratere Jezero
Sotto la crosta rossa e apparentemente morta di Marte si nasconde il registro di un antico paesaggio attraversato da fiumi e sedimenti. Gli strumenti del rover NASA hanno rivelato che nella zona del cratere Jezero l’acqua era presente molto prima e per molto più tempo di quanto le osservazioni superficiali lasciassero supporre. I dati del georadar rimescolano completamente le idee consolidate su quando e per quanto tempo il Pianeta Rosso abbia potuto ospitare un ambiente favorevole alla vita.
Gli scienziati della missione Perseverance hanno portato prove concrete che i sistemi idrici nel cratere erano già attivi durante il primo periodo Noachiano, vale a dire tra 3,7 e 4,1 miliardi di anni fa. La delta visibile sul bordo occidentale del cratere appartiene a un episodio più recente. Gli strati individuati più in profondità testimoniano fasi ancora più antiche, quando fiumi meandranti costruivano imponenti pacchi sedimentari. Il georadar ha rilevato queste strutture fino a una profondità di circa 35 metri.
Cosa ha confermato Perseverance dopo l’atterraggio nel cratere Jezero
Dopo l’atterraggio nel febbraio 2021, il rover ha validato le ipotesi precedenti. Gli spettrometri hanno individuato carbonati sul fondo del cratere, minerali tipici dei sedimenti formatisi in presenza di acqua. Le telecamere ad alta risoluzione hanno catturato la fitta architettura degli strati direttamente nella delta sul bordo occidentale di Jezero.
Sulla base di queste osservazioni, i ricercatori avevano ricostruito un episodio relativamente recente di Marte “bagnato”: temperature più miti, atmosfera più densa e acqua liquida che scorreva liberamente in superficie. I nuovi risultati del georadar, però, indicano che la storia idrica di questo luogo è iniziata molto prima e ha attraversato più fasi di quanto le rocce affioranti suggerissero.
Questo spostamento temporale è fondamentale per l’astrobiologia. Più a lungo l’acqua permane in un luogo, maggiori sono le probabilità che si formi un ambiente stabile capace di sostenere la chimica organica e potenziali microrganismi. Il cratere Jezero assume così un ruolo ancora più centrale nella ricerca di tracce di antica vita marziana.
Come il georadar permette di vedere sotto la superficie di Marte
Per guardare in profondità, gli ingegneri della NASA hanno dotato Perseverance di uno strumento ben noto in geofisica, edilizia e archeologia terrestri: il radar a penetrazione del suolo, comunemente chiamato georadar. Questo tipo di apparecchiatura viene impiegato normalmente per analizzare fondamenta di edifici, rilevati stradali e siti archeologici senza bisogno di scavare.
Il principio di funzionamento è sorprendentemente semplice. L’antenna emette nel sottosuolo brevi impulsi di onde elettromagnetiche ad alta frequenza. Queste onde si propagano attraverso la roccia e i sedimenti, riflettendosi parzialmente alle interfacce tra strati con proprietà diverse. Il ricevitore registra il tempo di ritorno del segnale, permettendo di ricostruire la profondità e la forma delle strutture sepolte.
Frequenze più elevate producono immagini più nitide, ma con portata ridotta. Per Perseverance, i parametri sono stati calibrati per bilanciare una risoluzione ragionevole con la capacità di sondare alcune decine di metri di profondità — l’intervallo ideale per analizzare sedimenti antichi coperti da materiale più recente.
Il georadar di Perseverance illumina gli strati sotterranei del cratere Jezero fino a circa 35 metri di profondità, restituendo qualcosa di simile a una sezione trasversale dell’antico fondo lacustre. Secondo gli esperti della NASA, questo strumento offre una prospettiva completamente inedita sulla storia geologica della zona.
Canali nascosti e sedimenti rivelano antichi fiumi sotto Jezero
Durante le traversate nella parte esterna del cratere Jezero, il georadar produceva sezioni lineari del sottosuolo lungo il percorso del rover. L’analisi di questi profili ha rivelato un’architettura sedimentaria sorprendentemente complessa fino a circa 35 metri di profondità. I ricercatori hanno identificato strutture tipiche di antichi ambienti fluviali e deltizi.
Le strutture individuate comprendono:
- strati inclinati a basso angolo, indicativi di antichi fronti di avanzamento subacqueo dei sedimenti
- forme lenticolari caratteristiche, interpretate come riempimenti sabbiosi di vecchi alvei fluviali
- alternanze di pacchi di sedimenti a grana fine e grossolana, tipiche di sistemi con portata idrica variabile
- estese strutture stratificate che testimoniano una sedimentazione prolungata nel tempo
- segni di corsi d’acqua meandranti che hanno modificato il loro percorso nel corso del tempo geologico
- schemi sedimentari analoghi ai sistemi deltizi e alluvionali terrestri
Gli scienziati stanno valutando diversi scenari: un sistema di fiumi meandranti, un conoide alluvionale all’imbocco di un’antica valle oppure una rete intrecciata di corsi d’acqua. In ognuno di questi casi, l’acqua deve aver scorso abbastanza a lungo da costruire imponenti e spessi pacchi sedimentari, visibili oggi come vaste strutture sotto l’antico fondale lacustre.
Gli strati rivelati dal georadar sono più antichi della delta visibile dall’orbita nella parte occidentale di Jezero. Si tratta di un capitolo precedente nella storia delle acque superficiali su Marte. Questa scoperta amplia notevolmente la finestra temporale in cui nel cratere esistevano condizioni potenzialmente favorevoli alla vita.
La datazione geologica sposta la storia idrica indietro di centinaia di milioni di anni
Nella scala temporale geologica di Marte, gli studiosi distinguono diverse ere. La delta visibile nella parte occidentale di Jezero appartiene a un episodio più recente, collocato tra la fine del periodo Noachiano e l’inizio dell’Esperiano. Le strutture riconosciute nel sottosuolo dal georadar, invece, indicano un sistema fluviale già attivo nel Noachiano antico.
Questo sposta l’inizio della fase umida in questa regione indietro di centinaia di milioni di anni. Secondo i ricercatori dell’Università della California e della Norwegian University of Science and Technology, si tratta di un cambiamento radicale nella comprensione del clima marziano.
Prima e più a lungo l’acqua si è mantenuta nel cratere Jezero, più ampia risulta la finestra temporale per i processi che sulla Terra hanno portato all’origine della vita microbica. Se nel cratere hanno davvero agito fiumi per un lungo periodo geologico, i loro sedimenti potrebbero aver intrappolato tracce di eventuali microrganismi, proprio come le arenarie fluviali e deltaiche terrestri contengono spesso fossili o segnali chimici di antiche biosfere.
I nuovi dati suggeriscono diverse conclusioni chiave. Il lago all’interno di Jezero potrebbe aver avuto una storia molto più lunga di un singolo ciclo di riempimento e prosciugamento. I fiumi cambiavano corso, meandrando, depositando strati successivi e spostando il fronte deltizio nel corso di milioni di anni. L’ambiente acquatico esisteva già nelle primissime fasi della storia del pianeta, quando l’energia solare era leggermente diversa e l’interno di Marte rilasciava ancora molto calore.
Perché era necessario guardare sotto la superficie del Pianeta Rosso
Su Marte, l’erosione eolica ha intaccato parte delle rocce nel corso di miliardi di anni, ma molte giacciono ancora nascoste in profondità. Dall’orbita si vede solo lo strato superficiale, come la copertina sottile di un libro, mentre i capitoli più interessanti si trovano sepolta più in basso. Il georadar consente di mappare questa geologia nascosta senza ricorrere a trivellazioni.
È un approccio più rapido e molto più sicuro rispetto alle perforazioni alla cieca. Grazie a questa tomografia del sottosuolo, gli scienziati possono individuare i siti più promettenti per il prelievo di carote rocciose destinate al futuro trasporto sulla Terra. Il programma Mars Sample Return prevede il rientro dei campioni nel corso del prossimo decennio.
Il successo dello strumento su Perseverance ha anche implicazioni progettuali. Dimostra che i radar leggeri a penetrazione del suolo meritano di essere inclusi nelle future missioni, non solo verso Marte ma anche verso altri corpi del sistema solare: la Luna, le lune di Giove o gli asteroidi. Con il loro aiuto si può cercare ghiaccio, sacche di regolite a densità diversa e persino potenziali cavità pericolose sotto la superficie, prima che gli astronauti vi mettano piede.
Cosa significano le nuove scoperte per la ricerca della vita su Marte
Più a lungo l’acqua si mantiene in un luogo, maggiori sono le probabilità che si formi un ambiente stabile capace di supportare la chimica organica e potenziali microrganismi. Il cratere Jezero si inserisce ora in questo scenario in modo ancora più convincente di prima. Se i sedimenti fluviali hanno davvero depositato materiale per un lungo arco geologico, diventano un obiettivo prioritario nella ricerca di biosignature.
Gli scienziati della NASA e dell’Agenzia Spaziale Europea stanno pianificando missioni future mirate proprio agli strati più profondi. Il georadar ha fornito una mappa che indica dove le perforazioni promettono il rendimento scientifico più elevato. Secondo gli esperti del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, si tratta di una svolta nella comprensione dell’abitabilità marziana.
Per immaginare concretamente la situazione nel cratere Jezero, si può ricorrere a esempi noti dalla Terra. Le grandi delta fluviali, come quelle del Nilo o del Mississippi, sono composte da numerose fasi sovrapposte. Il fiume cambia periodicamente il suo corso principale, abbandona vecchi rami, colma parte di un antico fondale lacustre o marino e altrove costruisce nuovi conoidi alluvionali. Dall’alto si vede un’unica foce attuale, ma sotto di essa si celano gli archivi delle fasi di flusso più antiche.
Qualcosa di simile accade nei sistemi fluviali minori: strati di sabbie, ghiaie e argille si leggono come il registro degli spostamenti di alvei e sponde nel corso dei millenni. Il georadar su Marte ha catturato esattamente questo tipo di paesaggio nascosto, solo più antico di diversi miliardi di anni. Un’occasione unica per sbirciare in un passato remoto in cui Marte aveva un aspetto completamente diverso da quello che conosciamo oggi.
