Nuove prove per l'acqua liquida sotto la calotta polare sud di Marte

 

Un team internazionale di ricercatori ha rivelato nuove prove della possibile esistenza di acqua liquida sotto la calotta polare sud di Marte.

I ricercatori, guidati dall'Università di Cambridge, hanno utilizzato misurazioni laser-altimetro della navicella spaziale della forma della superficie superiore della calotta glaciale per identificare sottili modelli nella sua altezza. Hanno quindi dimostrato che questi modelli corrispondono alle previsioni dei modelli computerizzati su come un corpo d'acqua sotto la calotta glaciale influenzerebbe la superficie.

I loro risultati concordano con le precedenti misurazioni radar di penetrazione del ghiaccio che erano state originariamente interpretate per mostrare una potenziale area di acqua liquida sotto il ghiaccio. C'è stato un dibattito sull'interpretazione dell'acqua liquida dai soli dati radar, con alcuni studi che suggeriscono che il segnale radar non è dovuto all'acqua liquida.


risultati , riportati sulla rivista Nature Astronomy , forniscono la prima linea di prova indipendente, utilizzando dati diversi dal radar, che c'è acqua liquida sotto la calotta polare sud di Marte.

“La combinazione delle nuove prove topografiche, dei risultati del nostro modello computerizzato e dei dati radar rendono molto più probabile che su Marte esista almeno un'area di acqua liquida subglaciale e che Marte debba essere ancora geotermicamente attivo per mantenere il acqua sotto il liquido della calotta glaciale", ha affermato il professor Neil Arnold dello Scott Polar Research Institute di Cambridge, che ha guidato la ricerca.  

Come la Terra, Marte ha spesse calotte glaciali d'acqua su entrambi i poli, più o meno equivalenti in volume combinato alla calotta glaciale della Groenlandia. A differenza delle calotte glaciali della Terra, che sono sottoposte a canali pieni d'acqua e persino a grandi laghi subglaciali, fino a poco tempo si pensava che le calotte polari su Marte fossero congelate solide fino ai loro letti a causa del freddo clima marziano.

Nel 2018, le prove del satellite Mars Express dell'Agenzia spaziale europea hanno messo in dubbio questa ipotesi. Il satellite ha un radar per la penetrazione del ghiaccio chiamato MARSIS, che può vedere attraverso la calotta glaciale meridionale di Marte. Ha rivelato un'area alla base del ghiaccio che rifletteva fortemente il segnale radar, che è stato interpretato come un'area di acqua liquida sotto la calotta glaciale.

Tuttavia, studi successivi hanno suggerito che altri tipi di materiali secchi, che esistono altrove su Marte, potrebbero produrre modelli di riflettanza simili se esistessero sotto la calotta glaciale. Date le condizioni climatiche fredde, l'acqua liquida sotto la calotta glaciale richiederebbe una fonte di calore aggiuntiva, come il calore geotermico proveniente dall'interno del pianeta, a livelli superiori a quelli previsti per l'attuale Marte. Ciò ha lasciato la conferma dell'esistenza di questo lago in attesa di un'altra linea di prova indipendente.


Sulla Terra, i laghi subglaciali influenzano la forma della calotta glaciale sovrastante, la sua topografia superficiale. L'acqua nei laghi subglaciali riduce l'attrito tra la calotta glaciale e il suo letto, influenzando la velocità del flusso di ghiaccio per gravità. Ciò a sua volta influisce sulla forma della superficie della calotta glaciale sopra il lago, creando spesso una depressione nella superficie del ghiaccio seguita da un'area rialzata più a valle.

Il team, che comprendeva anche ricercatori dell'Università di Sheffield, dell'Università di Nantes, dell'University College di Dublino e della Open University, ha utilizzato una serie di tecniche per esaminare i dati del satellite Mars Global Surveyor della NASA sulla topografia della superficie della parte di La calotta polare sud di Marte dove è stato identificato il segnale radar.

La loro analisi ha rivelato un'ondulazione superficiale lunga 10-15 chilometri comprendente una depressione e una corrispondente area rialzata, che si discostano entrambe dalla superficie del ghiaccio circostante di diversi metri. Questo è simile in scala alle ondulazioni sui laghi subglaciali qui sulla Terra.


Il team ha quindi testato se l'ondulazione osservata sulla superficie del ghiaccio potesse essere spiegata dall'acqua liquida sul letto. Hanno eseguito simulazioni di modelli al computer del flusso di ghiaccio, adattate a condizioni specifiche su Marte. Hanno quindi inserito una zona di attrito ridotto del letto nel letto simulato della calotta glaciale dove l'acqua, se presente, consentirebbe al ghiaccio di scivolare e accelerare. Hanno anche variato la quantità di calore geotermico proveniente dall'interno del pianeta. Questi esperimenti hanno generato ondulazioni sulla superficie del ghiaccio simulata che erano simili per dimensioni e forma a quelle osservate dal team sulla superficie della calotta glaciale reale.

La somiglianza tra l'ondulazione topografica prodotta dal modello e le effettive osservazioni del veicolo spaziale, insieme alle precedenti prove radar che penetrano nel ghiaccio suggeriscono che c'è un accumulo di acqua liquida sotto la calotta polare sud di Marte e che l'attività magmatica si è verificata relativamente di recente nel sotto la superficie di Marte per consentire il riscaldamento geotermico potenziato necessario per mantenere l'acqua allo stato liquido.

“La qualità dei dati provenienti da Marte, dai satelliti orbitali così come dai lander, è tale che possiamo usarli per rispondere a domande davvero difficili sulle condizioni sulla superficie del pianeta e anche sotto la superficie, usando le stesse tecniche che utilizziamo anche su Terra,” disse Arnold. È emozionante usare queste tecniche per scoprire cose su pianeti diversi dal nostro ."

La ricerca è stata sostenuta in parte dal Consiglio europeo della ricerca. Neil Arnold è membro del St John's College di Cambridge.

Riferimento:

NS Arnold et al. Impatto topografico superficiale dell'acqua subglaciale sotto la calotta polare sud di Marte ." Astronomia della natura (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01782-0


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