Una scoperta che riscrive la storia dell’acqua su Marte
Una nuova analisi dei dati del georadar a bordo del rover Perseverance ha portato alla luce strutture sepolte sotto la superficie marziana che complicano — e arricchiscono — la storia dell’acqua sul Pianeta Rosso. Sotto quella crosta rossastra e apparentemente inerte si nasconde un archivio straordinario di antichi fiumi e sedimenti.
Gli strumenti della NASA hanno dimostrato che nell’area del cratere Jezero l’acqua era presente in modo significativo molto prima e per molto più tempo di quanto le osservazioni superficiali avessero suggerito. I dati del georadar spostano l’inizio della fase umida in questa regione indietro di centinaia di milioni di anni.
Perché il cratere Jezero è così speciale?
La scelta di Jezero come sito di atterraggio per Perseverance non fu casuale. Visto dall’orbita, il cratere mostra chiaramente la forma di un antico delta fluviale: un ventaglio di sedimenti e le tracce di un canale che un tempo convogliava acqua verso l’interno del bacino. Fin dall’inizio della missione, i ricercatori erano convinti che lì esistesse un lago alimentato da almeno un fiume.
Già dopo l’atterraggio nel 2021, il rover aveva confermato questi sospetti. Gli spettrometri avevano rilevato carbonati sul fondo del cratere — minerali tipici dei sedimenti che si formano in presenza di acqua. Le telecamere ad alta risoluzione avevano poi svelato la struttura dettagliata dei depositi nel delta occidentale. Su questa base, i ricercatori avevano ricostruito un episodio di Marte relativamente “recente” e umido: un’atmosfera più densa, temperature più miti, acqua liquida che scorreva liberamente in superficie.
Marte non era così arido: cosa ha trovato Perseverance sotto Jezero?
I nuovi risultati del georadar suggeriscono però che la storia idrica di questo luogo sia iniziata molto prima e si sia articolata in più fasi rispetto a quanto le rocce affioranti in superficie lasciassero intuire. Le strutture individuate nel sottosuolo appartengono a un’epoca più antica del delta visibile nella parte occidentale del cratere.
I ricercatori della NASA hanno stabilito che un sistema fluviale attivo era già operativo durante il primo periodo Noachiano, spostando l’inizio della fase umida in questa regione di centinaia di milioni di anni. Il georadar ha permesso di “vedere attraverso” gli strati sotterranei del cratere Jezero fino a una profondità di circa 35 metri, creando una sorta di sezione trasversale dell’antico fondale lacustre.
Lo strumento ha rivelato una struttura sedimentaria complessa, tipica di antichi ambienti fluviali e deltizi. I ricercatori vi hanno identificato strati inclinati a basso angolo, che indicano antichi pendii di lobi sedimentari subacquei, e caratteristiche forme a lente interpretate come barre sabbiose di vecchi alvei fluviali.
Come funziona il georadar del rover?
Per sondare il sottosuolo, gli ingegneri della NASA hanno dotato Perseverance di uno strumento ben noto nella geofisica, nell’edilizia e nell’archeologia terrestre: il radar a penetrazione di suolo, appunto il georadar. Questo tipo di dispositivo viene usato quotidianamente per ispezionare le fondamenta degli edifici, i rilevati stradali o i siti archeologici, senza dover scavare.
Il principio di funzionamento è sorprendentemente semplice. Un’antenna invia nel sottosuolo brevi impulsi di onde elettromagnetiche ad alta frequenza. Queste onde si propagano attraverso rocce e sedimenti e si riflettono parzialmente alle interfacce tra strati con proprietà diverse. Il tempo di ritorno del segnale registrato dal ricevitore consente di ricostruire la profondità e la forma delle strutture sepolte.
Maggiore è la frequenza dell’onda, più precisa è l’immagine ottenuta, ma minore è la profondità di penetrazione. Per Perseverance, i parametri sono stati calibrati in modo da combinare una risoluzione accettabile con la capacità di raggiungere diverse decine di metri di profondità — ideale per analizzare sedimenti antichi ricoperti da materiale più recente.
Sotto la superficie del cratere Jezero, i ricercatori hanno individuato strutture tipiche di fiumi meandreggianti, conoidi alluvionali e reti fluviali ramificate. In ciascuno di questi casi, l’acqua deve aver scorso per un tempo sufficientemente lungo da costruire potenti pacchetti di sedimenti, oggi visibili come grandi strutture sepolte sotto l’antico fondale lacustre.
Canali nascosti e depositi sotto il cratere Jezero
Durante i transiti nella parte esterna del cratere, il georadar ha prodotto profili lineari del sottosuolo lungo il percorso del rover. Dall’analisi di questi profili è emersa una struttura sedimentaria sorprendentemente complessa, fino a circa 35 metri di profondità. I ricercatori vi hanno riconosciuto caratteristiche tipiche di antichi ambienti fluviali e deltizi.
Gli scienziati hanno identificato i seguenti elementi distintivi:
- Strati inclinati a basso angolo che ricordano antichi pendii di lobi sedimentari subacquei
- Caratteristiche forme a lente interpretate come alvei di antichi fiumi riempiti di sabbia
- Alternanze di sedimenti a grana fine e grossolana, tipiche di sistemi con portata d’acqua variabile stagionalmente
- Strutture estese che indicano un’azione prolungata dell’acqua liquida
- Strati più antichi del delta visibile nella parte occidentale di Jezero
- Sedimenti risalenti al primo periodo Noachiano
I ricercatori stanno valutando diversi scenari: un sistema di fiumi meandreggianti, un conoide alluvionale che si espandeva all’imbocco di un’antica valle, oppure una rete fluviale ramificata in configurazione anastomizzata. Gli strati rivelati dal georadar rappresentano una fase più antica della storia delle acque superficiali marziane rispetto al noto delta osservato dall’orbita.
Cosa significano queste scoperte per le possibilità di vita antica su Marte?
Più a lungo l’acqua si è mantenuta in un determinato luogo, maggiore è la probabilità che si sia formato un ambiente stabile favorevole alla chimica organica e a potenziali microrganismi. Il cratere Jezero si inserisce ora in questo scenario in modo ancora più convincente di prima. I ricercatori della NASA sottolineano che una presenza prolungata dell’acqua aumenta la probabilità che si siano create condizioni adatte alla vita microbica.
I nuovi dati suggeriscono alcune implicazioni fondamentali. Il lago di Jezero potrebbe aver avuto una storia molto più lunga di un semplice ciclo di riempimento e prosciugamento. I fiumi cambiavano direzione, meandreggiavano, depositavano nuovi sedimenti e spostavano il margine del delta nel corso di milioni di anni.
L’ambiente acquatico esisteva già in una fase molto precoce della storia del pianeta, quando l’energia solare era leggermente diversa e l’interno di Marte rilasciava ancora molta energia termica. Prima e più a lungo l’acqua si è mantenuta nel cratere Jezero, più ampia è la finestra temporale per i processi che sulla Terra hanno portato alla nascita della vita microbica.
Se nel cratere hanno agito a lungo dei fiumi, i loro sedimenti potrebbero contenere tracce di eventuali microrganismi, proprio come sulla Terra le arenarie fluviali e deltaiche conservano spesso fossili o segnali chimici di antiche biosfere. I ricercatori considerano questi sedimenti profondi come i luoghi più promettenti per la ricerca di tracce di vita antica.
Perché era necessario guardare sotto la superficie del pianeta?
Su Marte, l’erosione eolica ha consumato parte delle rocce nel corso di miliardi di anni, ma molte di esse rimangono ancora sepolte. Dall’orbita si vede solo lo strato superficiale, come la copertina di un libro. I capitoli più interessanti, però, si trovano spesso più in profondità.
Il georadar consente di mappare questa geologia nascosta senza ricorrere a trapani. È un approccio più rapido e molto più sicuro rispetto alle perforazioni eseguite alla cieca. Grazie a questa tomografia del sottosuolo, i ricercatori possono individuare i siti più adatti al prelievo di carote rocciose da trasportare in futuro sulla Terra.
Il successo dello strumento su Perseverance ha anche implicazioni progettuali concrete. Dimostra che i radar leggeri a penetrazione di suolo meritano di essere integrati nelle prossime missioni non solo su Marte, ma anche su altri corpi celesti: la Luna, le lune di Giove o gli asteroidi. Con il loro aiuto si possono cercare ghiaccio, sacche di regolite a densità diversa e persino cavità potenzialmente pericolose sotto la superficie, prima che gli astronauti vi mettano piede.
Su scala geologica, i ricercatori distinguono diverse epoche marziane. Il delta visibile nella parte occidentale di Jezero appartiene a un episodio più recente, tra la fine del Noachiano e l’inizio dell’Esperiano. Le strutture identificate nel sottosuolo dal georadar, invece, indicano un sistema fluviale attivo già nel primo Noachiano, spostando l’inizio della fase umida in questa regione di centinaia di milioni di anni.
Come utilizzare il georadar nelle missioni future?
In pratica, questi dati permettono di pianificare meglio non solo il percorso futuro del rover Perseverance, ma anche i siti di atterraggio e di perforazione delle prossime missioni. Se si confermasse che i sedimenti più antichi e più profondi di Jezero si sono davvero formati in un ambiente fluviale stabile a lungo termine, saranno proprio quelli i campioni più promettenti in cerca di tracce di vita antica.
Per rendere più concreta la situazione nel cratere Jezero, è utile un paragone terrestre. I grandi delta dei fiumi — come il Nilo o il Mississippi — sono costituiti da numerose fasi sovrapposte. Il fiume cambia periodicamente l’alveo principale, taglia un vecchio meandro, sigilla parte di un antico fondale lacustre o marino e costruisce nuovi conoidi alluvionali altrove.
Dall’alto si vede una sola foce attuale, ma sotto di essa si nascondono gli archivi delle fasi antiche. In modo analogo, anche nelle pianure alluvionali europee, gli strati di sabbie, ghiaie e limi possono essere letti come un registro di alvei e sponde che si sono spostati nel corso dei millenni. Il georadar su Marte ha catturato esattamente questo tipo di paesaggio nascosto — solo che risale a qualche miliardo di anni fa in più.
