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L’apparenza di questi crateri, osservandoli da sud-est, da l’dea di un
disegno a forma di clessidra. Credits: ESA
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News del 20
gennaio 2006. Fonte:
ESA (Ente Spaziale Europeo)
Le caratteristiche spettacolari oggi
visibili sulla superficie marziana indicano l’esistenza passata di
ghiacciai, ma da dove è venuto il ghiaccio?
Una squadra internazionale di scienziati ha prodotto delle
sofisticate simulazioni computerizzate di modelli climatici, suggerendo
che i ghiacciai – tra l’altro geologicamente recenti – alle basse
latitudini (vicino all’equatore odierno) potrebbero essersi formati
attraverso precipitazioni atmosferiche di particelle d’acqua ghiacciata.
Inoltre, i risultati delle simulazioni mostrano, per la prima volta, che
le posizioni predette per tali ipotizzati ghiacciai sono estesamente
compatibili con molti dei residui d’essi effettivamente rilevati oggi a
queste latitudini su Marte. Per parecchi anni la presenza, l’età e la
forma di questi residui di ghiacciaio ha sollevato numerose domande nella
comunità scientifica a proposito della loro formazione e a proposito delle
condizioni planetarie, al tempo della loro comparsa.
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A sinistra
un’immagine elaborata che evidenzia le odierne tracce di ghiaccio. A
destra i risultati della simulazione al computer circa la presunta origine
del ghiaccio. Il modello è riferito alla regione di Tharsis. Credits: ESA
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Onde
affrontare le spinose teorie suscettibili di essere dibattute, il team
condotto da Francois Forget dell’Università di Parigi 6 (Francia),
nonché scienziato interdisciplinare addetto alla missione Mars Express, ha
pensato di fare un salto nel passato climatico di Marte utilizzando un
sistema computerizzato impiegato molto bene per simulare in dettaglio il
comportamento della meteorologia marziana odierna. Per avviare il
procedimento della simulazione digitale, Forget ed i colleghi hanno
dovuto fare alcune supposizioni, o meglio, partire da una serie di
preconcetti fondamentali: prima di tutto la calotta polare nord avrebbe
costituito il principale serbatoio di ghiaccio; secondariamente, l’asse di rotazione sarebbe stato inclinato di 45º sul piano orbitale
planetario. “Questo avrebbe reso l’asse molto più obliquo di oggi (alcuni
dicono 23° 59′ altri 25° 19′ – nota di Pianeta Marte.net), ma tale
inclinazione sarebbe stata probabilmente molto comune nella lunga storia
di Marte. Effettivamente, l’ultima volta che ciò accadde, dovette
corrispondere a un periodo di 5,5 milioni di anni fa” dice Forget.
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La simulazione di accumulazione d’acqua ghiacciata nel
bacino di Hellas Orientale. Credits: ESA
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In
considerazione della elevata inclinazione assiale, l’illuminazione solare
nell’estate del nord polare risulterebbe maggiore, producendo una
considerevole sublimazione di ghiaccio e conducendo ad un ciclo dell’acqua
molto più intenso di oggi. Le simulazioni hanno dimostrato che il ghiaccio
d’acqua si sarebbe accumulato ad un tasso compreso tra i 30 e i 70
millimetri annui in alcune aree localizzate sui fianchi di Elysium Mons,
Olympus Mons ed i tre monti del vulcano Tharsis.
Dopo alcune migliaia di
anni, il ghiaccio accumulato avrebbe formato i ghiacciai, dallo spessore
di parecchie centinaia di metri. Quando il team di scienziati ha
paragonato posizione e forma del ghiacciai simulati con quelli
effettivamente presenti nella regione di Tharsis – una delle tre aree
principali dove i segni di ghiacciai sono stati individuati – hanno
trovato un eccellente riscontro. In modo particolare, l’accumulo massimo
era previsto sui fianchi occidentali di Arsia e Pavonis Montes della
regione di Tharsis, dove i maggiori depositi sono stati effettivamente
osservati.
Nelle loro simulazioni, gli scienziati avrebbero anche intuito
il come e perché il ghiaccio sia stato accumulato sui fianchi di queste
montagne della regione di Tharsis milioni di anni fa. Oltretutto, poi, i
forti venti che si protraevano nel corso degli anni, e simili ai monsoni
terrestri, avrebbero favorito il movimento di grandi quantità di aria
ricca d’acqua intorno Arsia e Pavonis Montes. Mentre subiva un
raffreddamento dell’ordine di 10 gradi C°, l’acqua si sarebbe condensata
formando particelle di ghiaccio (più grandi di quelle osservate oggi nelle
nuvole della regione di Tharsis); era ciò che poi cadeva in superficie.
Le
altre montagne come Olympus Mons mostrano dei depositi più in scala
ridotta perché, secondo le simulazioni, sarebbero state esposte a quei
forti venti ricchi d’acqua soltanto durante l’estate del nord. “La calotta del polo nord non può essere stata
sempre, nonostante gli alti periodi di inclinazione dell’asse, la sola fonte di acqua
del pianeta” aggiunge Forget. “Cosí abbiamo prestamente effettuato delle simulazioni presumendo che
altro ghiaccio sia stato disponibile nella calotta polare sud. Avremmo
potuto ancora
vedere l’accumulazione di ghiaccio nella regione di Tharsis, ma
questa volta anche sul lato est del Bacino di Hellas, un cratere profondo
oltre sei chilometri”. Questo spiegherebbe le origini di quella vasta
area dove un’altra apparente formazione di ghiaccio sarebbe oggi osservata:
il Bacino di Hellas orientale.
“Il bacino di Hellas è infatti profondo
abbastanza
per indurre la generazione di un vento settentrionale che poteva scorrere sul suo lato
orientale, favorendo il passaggio della maggior parte del vapore acqueo
generato nel polo sud durante l’estate. Quando l’aria
ricca d’acqua incontrava la massa d’aria più fredda entro Hellas orientale,
essa condensava, precipitava e formava i ghiacciai” spiega Forget. Comunque,
il team scientifico non potrebbe predire la
deposizione di ghiaccio nella regione di Deuterolinus-Protonilus Mensae,
nel quale caso esso potrebbe essersi formato dagli altri meccanismi.
Gli scienziati stanno vagliando parecchie altre ipotesi sulla formazione di
ghiacciai recenti. Per esempio, le osservazioni di Olympus Mons
ottenute dall’High Resolution Stereo Camera, montata su Mars Express,
potrebbero suggerire che il movimento d’acqua dal sottosuolo verso la
superficie deriverebbe da probabili attività idrotermali, portando allo
sviluppo di ghiacciai sulla superficie fredda.
Fine della news
Per coloro che, naturalmente,
gradissero approfondire questa affascinante ipotesi rimandiamo al link ESA
originale; potranno acquisire ulteriori riferimenti riguardo la
strumentazione e gli stessi autori-curatori dello studio. Abbiamo
preferito semplicemente tradurre, speriamo nel miglior modo possibile, la
notizia senza "inquinarne" il senso con le nostre opinioni. Ci occuperemo
dell’analisi critica qui, nelle righe a seguire…
Quello che ci lascia un po’ perplessi non è tanto
l’atteggiamento, in realtà molto prudente e positivo, del dr. Forget,
quanto l’impressione di "epiciclo di Tolomeo" che traspare nella
formulazione dei "presupposti". Non riusciamo a capire da dove arrivi
l’idea che Marte possa aver avuto l’asse di rotazione inclinato di 45°,
sebbene potrebbe essere vero. Vogliamo tuttavia fare la nostra analisi
con l’obiettivo di indicare altre strade per arrivare allo stesso
risultato, senza però declassare l’autorevole lavoro di validi scienziati.
Comunemente si suppone che i pianeti
del sistema solare abbiano circa 4,5 miliardi di anni e che nelle fasi
iniziali siano stati massacrati da innumerevoli impatti meteorici (e/o
cometari). Una volta terminata questa fase i pianeti avrebbero seguito
ciascuno la propria evoluzione, nonché trasformazione. Nel caso di Marte è
accreditata l’idea che fino a 3,8 miliardi di anni fa vi fossero state le
condizioni climatiche adatte per la nascita della vita, tali da rendere il
pianeta caldo e umido, con abbondanti mari, laghi e fiumi superficiali ed
una pressione atmosferica paragonabile a quella terrestre odierna: viene
chiamata Era Noachiana. Accade poi "qualcosa" di non ben
definito.
La comunità
scientifica in effetti non ha un’idea precisa al riguardo;
ma quello che sembra essere più chiaro è relativo al "dopo-qualcosa".
Da allora, si suppone, Marte avrebbe subito un
lento ed inesorabile processo di deterioramento climatico, con conseguente
diminuzione della temperatura, inaridimento atmosferico e caduta della
pressione, mineralizzazione dei gas atmosferici, evaporazione dell’acqua
superficiale, sua disgregazione e successivo congelamento della rimanente
residua.
Alcuni scienziati sostengono che la
fine dell’era Noachiana sia semplicemente dovuta alle ridotte dimensioni
del pianeta che, incapace di trattenere l’atmosfera, iniziò a perderla man
mano. Altri vedono periodici inneschi termici dell’interno planetario
grazie ai quali l’atmosfera avrebbe avuto cicli di rigenerazione temporanea, per
poi nuovamente assottigliarsi. Altri ancora sostengono che un terribile
impatto con qualche enorme meteorite produsse i meccanismi che
trasformarono lentamente Marte.
Oltre alle idee poco chiare c’è un altro
grave problema di fondo: non si sa esattamente a che distanza Marte
orbitava dal sole in epoche più o meno remote e se rotazione ed inclinazione dell’asse differivano o
no di molto rispetto ad oggi. Questo però non dovrebbe essere visto
necessariamente in tono negativo perchè operando su più ipotesi forse
sarà possibile il raggiungimento di una migliorte comprensione della storia
del pianeta rosso.
Di per se la tesi dell’era Noachiana e del successivo deterioramento del pianeta
non è da scartare aprioristicamente, a prescindere da altre
differenze di vedute. E’ una buona teoria. Nel nostro paradigma
storico sono le datazioni a nove zeri che non condividiamo
molto e, di fatto, si riducono a poche
migliaia di anni fa. Siamo però curiosi di capire cosa abbia potuto portare Marte
ad acquisire un’inclinazione assiale di 45°.
Il dr. Forget sostiene che, nel
corso della lunga storia del pianeta, lo spostamento dell’asse era un
fenomeno ricorrente, ovvero che accadeva ciclicamente nell’arco di milioni di anni
tuttavia, affinchè ciò poteva verificarsi, sarebbero state necessarie
quantità di energia cinetica inimmaginabili, solo per produrre variazioni
rilevanti al moto inerziale del pianeta.
Per esempio devastanti impatti potrebbero teoricamente
produrre uno spostamento dell’asse di rotazione. Quindi la conseguente domanda è:
quanti impatti di immane portata avrebbe subito Marte per vedersi ogni
volta l’asse spostato? Dobbiamo poi fare i conti con il risultato
finale di ogni singolo evento e sapere a quanto poteva ammontare il valore
dell’inclinazione dell’asse di volta in volta, così da esporre all’irraggiamento
solare il polo
nord marziano. E, pur ammettendo che tutto ciò fosse plausibile, che dire
dell’orbita
stessa e di eventuali variazioni? Non trascuriamo poi
gli effetti sconvolgenti che tali impatti avrebbero recato sul clima planetario e sulla
formazione degli stessi ghiacciai.
Se volessimo invece ipotizzare
che si trattasse di un fenomeno periodico e regolare dovremmo pensare che
il pianeta debba possedere un movimento dell’asse di rotazione non solo precessionale, ma addirittura a pendolo, oscillante insomma. Questa idea
è semplicemente assurda perchè i pianeti si muovono sulla base di un moto
puramente inerziale costituito da: orbita attorno al sole, rotazione
sull’asse e spostamento rotatorio dell’asse stesso. Immaginare che quest’ultimo possa oscillare allargandosi e restringendosi in modo regolare
chiamerebbe in causa delle proprietà che farebbero di un pianeta qualcosa
di simile ad una "marionetta". In realtà sono stati
osservati asteroidi dotati di movimenti caotici (vedi lo stesso Toutatis che ci sfiorò il 29 settembre 2004), ma nulla di simile
a qualcosa di riconducibile a movimenti a pendolo. Per ruotare con un moto
oscillante regolare, un pianeta dovrebbe come minimo avere il nucleo
spostato parecchio rispetto al proprio centro. E per di più dovrebbe
essere molto denso e compatto.
In sostanza la nostra opinione è che
il presupposto dell’asse marziano inclinato a 45° non poggia su nessuna
base oggettiva. E’ solo una ipotesi, senza dubbio degna di rispetto e
meritevole di considerazione come qualsiasi altra, ma associabile a
nessuna certezza. Per quanto riguarda il polo nord quale deposito di
ghiaccio potrebbe essere una buona idea, però dobbiamo accettare come
valida la tesi dell’era Noachiana di 3,8 miliardi di anni fa.
Il problema di fondo è che le
simulazioni al computer possono dimostrare tutto e niente, a seconda dei
presupposti sulle quali esse stesse vengono progettate e proposte. Sarebbe
stato davvero avvincente tentare di arrivare allo stesso risultato creando
simulazioni basate su differenti presupposti. Un altro grave problema
delle simulazioni al computer, sempre secondo la nostra opinione, è legata
alla creazione o meno di modelli statici o dinamici. In pratica, il lavoro
svolto da questi scienziati ci ha dato l’impressione di essere stato
progettato partendo dal presupposto che la meteorologia marziana sia
sempre stata sostanzialmente uniforme, senza particolari picchi dinamici o
fenomeni bizzarri (come accade sulla Terra). E se invece nel corso del
tempo (anche sulla base delle teorie tradizionali) si fossero verificati
fenomeni meteorologici imprevedibili, al di fuori delle ipotesi e delle
predizioni calcolate nei modelli? E se per esempio tali ghiacciai si
fossero formati in solo 100 anni anzichè in 1000 o 10000 anni o più?
Quello che vogliamo dire è il tentare a costruire simulazioni basate anche
su concetti folli. Forse si giungerà allo stesso risultato.
Ed è moltissimo da apprezzare e rispettare la consapevolezza che il dr. Forget ha manifestato dicendo che occorre valutare altre
ipotesi tra cui possibili fenomeni idrotermali sotterranei e altro ancora. Noi
riteniamo che le simulazioni computerizzate siano un ottimo aiuto se però si
lavorasse su più ipotesi parallelamente, dalle più pragmatiche alle più
esotiche. Comunque sia, nel nostro quadro teorico la situazione potrebbe essere
riassunta così:
"Nell’arco di un relativamente
breve periodo di anni si verificò lo spostamento orbitale di Marte, che
tuttavia mantenne sostanzialmente invariata la nuova inclinazione dell’asse
di rotazione rispetto alla precedente ed anche il periodo di rotazione
(modificato di poco rispetto ad un precedente valore).
Nella nostra visione storica
riteniamo che sia la Terra che Marte subirono i medesimi effetti
energetici, tali da indurre i rispettivi assi a orientarsi in modo
divergente, ma su valori quasi uguali. Nella fase di assestamento orbitale,
Marte subì il fenomeno della rarefazione atmosferica, venendo essa
rapidamente mineralizzata dalle ingenti quantità di ferro ed altri
minerali emersi dal mantello (probabilmente una parte venne dispersa nello spazio
da spaventose onde d’urto).
Durante questo periodo una
considerevole quantità delle acque marziane vennero assorbite dal suolo
sprofondando oppure mineralizzandosi e dando forma ad innumerevoli
composti chimici. Esse divennero parte integrante del terreno estendendosi per chilometri,
ma con una
distribuita disomogenea su tutto il pianeta. Non tutta l’acqua venne però assorbita:
una parte di essa evaporò rapidamente forse a causa della pressione
atmosferica che diminuiva altrettanto rapidamente. In questo modo fu
immessa nuovamente una modesta percentuale di gas in atmosfera sotto forma di nubi
di vapore acqueo.
Cosa accadde alla temperatura? Scendeva anche essa
rapidamente. Così, non solo il vapore acqueo congelò, precipitando come
neve, ma anche l’anidride carbonica sospesa nell’atmosfera alla fine venne
a ghiacciare concentrandosi sopratutto ai poli (questo in virtù del fatto
che la temperatura
di congelamento del CO2 è molto più bassa di quella dell’acqua). Perchè i ghiacciai
residui sono stati trovati nei luoghi descritti dagli scienziati?
Può darsi perchè la distanza che l’acqua ghiacciata avrebbe percorso, cadendo
nelle precipitazioni nevose, doveva senza dubbio essere molto più breve rispetto
a quella che cadeva fino alla superficie situata ad altitudini meno
elevate. Quest’ultima
probabilmente aveva il tempo di sciogliersi e restare per breve tempo liquida così
da essere assorbita nel suolo e congelare poi ad una certa profondità.
Di questa, una minima quantità è possibile che evaporava nuovamente prima di toccare il suolo,
ma
veniva distrutta dal sempre maggiore afflusso di raggi UV.
In pratica, nel giro di poche
centinaia di anni, Marte si ritrovò allo stato che più o meno conosciamo
oggi: sterile, freddo, congelato e pieno di polvere rossastra. Le notevoli
quantità di CO2 attualmente riscontrabili furono probabilmente prodotte
durante le violente eruzioni vulcaniche e la comparsa di quella enorme
frattura della crosta conosciuta come Valle Marineris (spesso pensata come
prodotto di erosione eolica e/o d’acqua), originate dal tremendo
cataclisma planetario".
In conclusione anche noi riteniamo
che alcuni ghiacciai possano essere effettivamente di origine atmosferica,
come il risultato di forti e persistenti precipitazioni nevose, ultimo
sprazzo di vita del pianeta morente.
