Sotto la polvere di Marte sta emergendo un paesaggio antico e inatteso, con tracce di fiumi e laghi ormai scomparsi. Le nuove misurazioni del rover Perseverance della Nasa mostrano che la regione intorno al cratere Jezero è rimasta umida per un periodo molto più lungo di quanto si pensasse.
Perseverance guarda davvero “sotto la pelle” di Marte
Perseverance è atterrato nel febbraio 2021 nel cratere Jezero, una struttura da impatto di circa 45 chilometri di diametro. Già dalle orbite intorno a Marte gli scienziati sospettavano che il cratere fosse stato in passato un lago, alimentato da un fiume che entrava nella conca attraverso un’ampia apertura.
Poco dopo l’atterraggio, il rover ha confermato questo scenario. Le sue camere e i suoi strumenti hanno individuato depositi di carbonati sul fondo del cratere, rocce che normalmente si formano a contatto con l’acqua. Perseverance ha anche messo a nudo la spettacolare stratificazione dell’area deltizia visibile, proprio nel punto in cui l’antico fiume sfociava nel lago.
Questi dati delineano un’epoca in cui Marte era più caldo e umido, con acqua liquida in superficie e condizioni che avrebbero potuto permettere la comparsa di forme di vita semplici. Fino a poco tempo fa, però, tutte queste indicazioni provenivano da rocce direttamente esposte in superficie.
Georadar: uno scanner del sottosuolo montato su ruote
Per esplorare ciò che si nasconde sotto, Perseverance è stato equipaggiato con uno strumento già ben noto a geofisici e archeologi sulla Terra: un radar da sottosuolo, spesso chiamato georadar. Il principio ricorda una radiografia del terreno, ma realizzata con onde radio.
Il radar invia brevi impulsi di radiazione elettromagnetica nel suolo. Questi impulsi attraversano le rocce e si riflettono quando incontrano il confine tra strati diversi, ad esempio tra limo fine e sabbia più grossolana. Un ricevitore sul rover capta i segnali di ritorno.
Misurando il tempo di percorrenza degli impulsi e analizzando l’intensità degli echi, i ricercatori ricostruiscono una sezione trasversale del sottosuolo. Alte frequenze forniscono molti dettagli ma penetrano meno in profondità, mentre frequenze più basse raggiungono livelli maggiori ma producono un’immagine più grossolana.
Con questo radar Perseverance può “vedere” fino a circa 35 metri sotto la superficie marziana, senza dover perforare neppure una roccia.
Sulla Terra strumenti simili vengono usati per individuare strutture archeologiche sepolte, controllare la struttura di dighe e strade o mappare cavità e fratture nel sottosuolo. Su Marte il ruolo è analogo: osservare in profondità in modo sicuro, prima di qualsiasi perforazione.
Sotto il fondo del cratere c’è un antico paesaggio fluviale dimenticato
Mentre Perseverance percorreva il bordo esterno del cratere Jezero, il radar registrava passo dopo passo la struttura del sottosuolo. Gli scienziati hanno trasformato quei dati in sezioni trasversali, come se grandi fette di terreno venissero tagliate e osservate di lato.
In queste immagini radar sono apparse strutture chiaramente ordinate: pacchetti di strati, sedimenti inclinati e forme curve che ricordano in modo evidente antichi letti di fiume e depositi deltizi. I ricercatori distinguono diversi possibili paesaggi:
- canali fluviali meandriformi che serpeggiavano in una zona pianeggiante
- un ventaglio alluvionale, dove l’acqua sparge sedimenti in una sorta di imbuto molto ampio
- una rete di corsi d’acqua ramificati, simile ai fiumi intrecciati presenti su alcune pianure terrestri
Tutte queste strutture si trovano sotto l’attuale delta visibile in superficie. Ciò indica più fasi di attività dell’acqua: prima un antico sistema di fiumi e delta, poi il delta più giovane che già conoscevamo dalle immagini orbitali.
Gli strati sepolti raccontano quindi una storia dell’acqua complessa, fatta di diversi capitoli, non di un unico breve episodio umido.
La linea del tempo dell’acqua su Marte si sposta ancora più indietro
I dati radar suggeriscono che molto presto nella storia di Marte fosse attivo un sistema ricco d’acqua in e intorno a Jezero. Gli studiosi collegano queste strutture all’inizio dell’era geologica chiamata Noachiano, compresa grosso modo tra 4,2 e 3,7 miliardi di anni fa.
Il delta visibile nella parte occidentale del cratere sembra più giovane: si sarebbe formato alla fine del Noachiano o all’inizio dell’epoca successiva, l’Hesperiano (circa 3,7–3,5 miliardi di anni fa). Questo implica che la regione non ha vissuto una sola breve fase umida, ma un periodo molto più lungo in cui l’acqua è tornata più volte.
Di conseguenza si amplia anche la finestra temporale in cui l’ambiente poteva essere abitabile. Più a lungo l’acqua liquida resta presente, maggiore è la probabilità che si inneschino processi chimici capaci di portare alla vita, o che un eventuale ecosistema riesca a mantenersi.
Perché questa scoperta è cruciale per la ricerca di vita
Per gli astrobiologi l’acqua resta il parametro principale: dove l’acqua liquida persiste a lungo, la vita microbica può esistere o essere esistita. I nuovi risultati indicano che Jezero non era solo un vecchio lago isolato, ma una zona dinamica in cui i fiumi continuavano a depositare sedimenti.
Un sistema fluviale attivo crea diverse condizioni favorevoli:
- ambienti chimicamente variati, con molti tipi di minerali e nutrienti
- zone dove i sedimenti si accumulano e possono conservare tracce di eventuali organismi
- cambiamenti periodici del livello dell’acqua, che favoriscono reazioni chimiche differenti
Il compito principale di Perseverance è raccogliere campioni di roccia che in futuro un’altra missione riporterà sulla Terra. Grazie al radar, il team può ora selezionare con maggiore precisione gli strati più interessanti: non solo il delta visibile, ma anche le strutture più antiche che si trovano al di sotto.
Come fanno i ricercatori a essere così sicuri dell’interpretazione
Un’immagine radar non è una fotografia e richiede molta esperienza per essere letta. I team confrontano quindi i dati con esempi terrestri: antichi delta fluviali, ventagli alluvionali in regioni aride e reti di fiumi in altopiani.
Dal confronto emergono schemi riconoscibili, come strati inclinati che indicano acqua corrente che deposita sedimento in modo ripetuto, oppure passaggi bruschi tra granuli grossolani e fini che corrispondono a variazioni della velocità della corrente. La struttura osservata a Jezero mostra più di una di queste caratteristiche tipiche.
Inoltre, i risultati radar si accordano bene con quanto già noto in superficie. Minerali, strati sedimentari e forma del delta visibile puntano tutti verso una lunga storia legata all’acqua. Questo rende l’interpretazione in termini di antichi sistemi fluviali la più convincente tra le ipotesi disponibili.
Cosa significa per le future missioni su Marte
L’approccio basato sul georadar è destinato a essere ripreso e potenziato. Futuri rover e, un domani, anche missioni con equipaggio potranno usare strumenti radar più avanzati e profondi per individuare bacini sepolti, antichi laghi e altre strutture interessanti ancora prima di iniziare a perforare.
I vantaggi sono sia pratici che scientifici:
- scelta più sicura dei siti di atterraggio e dei percorsi per gli astronauti
- campionamenti mirati da strati specifici del sottosuolo
- individuazione più rapida di eventuale ghiaccio sotterraneo o depositi salini
Per chi segue le ricerche su Marte, questa è anche l’occasione per familiarizzare con alcuni concetti chiave. I geofisici parlano spesso di frequenza, cioè il numero di oscillazioni o impulsi al secondo: una frequenza più alta significa lunghezze d’onda più corte, maggior dettaglio ma minore profondità di penetrazione. Ricorre anche il termine onda elettromagnetica, che indica una forma di radiazione come onde radio, luce visibile e raggi X, tutte varianti della stessa onda fisica.
Usando sistematicamente queste tecniche, Marte si trasforma poco alla volta da semplice puntino rosso lontano in un paesaggio geologico leggibile. Sotto il sottile strato di polvere e roccia affiora una storia in cui l’acqua, e forse la vita, hanno avuto un ruolo molto più grande di quanto si fosse immaginato per decenni.
