Su Marte ci sono state abbondanti piogge e nevicate: hanno alimentato fiumi che hanno formato canyon e vallate

I canyon e le vallate marziane, tanto simili a quelli terrestri, furono modellati dall’erosione di fiumi alimentati da piogge e nevicate, piuttosto che dallo scioglimento delle calotte polari. Lo rivela un recente studio.

Mars — Canyon e vallate marziane sono state scavate da fiumi alimentati da piogge e nevicate piuttosto che dallo sciglimento delle calotte ghiacciate. Credit: NASA/JPL/Arizona State University

Sul pianeta Marte nel corso di millenni l’acqua ha lasciato tracce inequivocabili della sua passata presenza. La superficie marziana è ricca di vaste reti di canyon e canali, ormai asciutti, che si estendono dagli altopiani marziani, ramificandosi, tutti scavati dal fluire dell’acqua durante un lungo processo di erosione e che sfociavano in laghi e persino, forse, in un oceano.

L’epoca in cui l’acqua era abbondante su Marte è chiamata periodo Naochiano.

Il periodo Naochiano è una fase della vita del pianeta caratterizzata da un'alta frequenza di impatti di meteoriti e asteroidi e dalla possibile presenza di abbondante acqua sulla superficie marziana.

Attualmente, il rover Perseverance della NASA sta esplorando il bacino di un cratere, il cratere Jezero, in cui affluiva durante il Noachiano un antico fiume che ha depositato grandi quantità di detriti così da formare un vero e proprio delta, simile a quelli prodotti sulla Terra.

Rimane ad oggi il mistero sul perché solo per un tempo relativamente breve (da migliaia a milioni di anni) Marte sia stato un pianeta caldo e umido, come anche misteriosa è l’origine dell’acqua che ne ha eroso la superficie.

Due scenari opposti per il pianeta rosso

Se la presenza di acqua è certa, rimane ancora misteriosa l’origine della stessa. Secondo alcuni ricercatori ci sono state epoche in cui Marte era caldo e umido caratterizzato da abbondanti piogge e nevicate che ne hanno modellato il suolo.

Secondo altri, il pianeta è stato sempre freddo e asciutto, come lo conosciamo oggi, con calotte di ghiaccio che, occasionalmente, si sono sciolte generando fiumi temporanei di acqua che ne ha modellato il suolo.

Nuovi elementi per la soluzione (non ancora definitiva) di questo mistero vengono da una ricerca effettuata da un team di geologi dell’Università di Boulder in Colorado (USA).

I risultati sono stati presentati sulla rivista Journal of Geophysical Research: Planets in un articolo a prima firma di Amanda Steckel.

Simulazioni al computer favoriscono pioggia e neve

I ricercatori hanno utilizzato un software sviluppato per lo studio della crosta terrestre e lo hanno adattato al suolo marziano. Questo software simula, o se vogliamo modella, una piccola porzione del suolo marziano nei pressi dell’equatore.

Sostanzialmente riproduce un suolo con le stesse caratteristiche di quello di Marte e lo fa evolvere nel tempo.

Il gruppo di ricerca ha considerato due diversi scenari. In un primo scenario ha considerato l’effetto prodotto sul suolo dall’acqua proveniente dalle possibili piogge e nevicate. In un secondo scenario ha considerato l’effetto di erosione del suolo prodotto dall'acqua di scioglimento delle calotte ghiacciate.

Earth vs Mars — Un confronto tra il Grand Canyon dell'Arizona, a sinistra, e la Nanedi Valles su Marte, a destra. Le immagini suggeriscono che un tempo la Nanedi Valles fosse attraversata da un fiume, proprio come il fiume Colorado attraversa il Grand Canyon. Crediti: NASA/JPL

In entrambi gli scenari simulati, i ricercatori hanno lasciato scorrere l'acqua per decine o centinaia di migliaia di anni. La conformazione del suolo modellata dallo scorrimento dell’acqua è stata confrontata con quella reale oggi osservata sia dalle sonde spaziali Mars Global Surveyor e Mars Odyssey sia dai rover marziani.

Le due simulazioni hanno prodotto risultati molto diversi

Le due simulazioni hanno prodotto risultati molto diversi, vediamo quali.

Erosione da scioglimento dei ghiacciai

Nel caso dello scioglimento dei ghiacciai, le sorgenti di acqua che hanno successivamente scavato le valli nel corso di migliaia di anni, secondo le simulazioni si sono formate solo ad alta quota, appunto lungo il bordo degli antichi ghiacciai d’alta quota.

Erosione da acqua piovana e neve

Nel caso delle acque provenienti da piogge o nevi, essendo queste molto più distribuite a tutte le quote, le sorgenti si sono formate in un intervallo più vasto di altitudini, da livelli al di sotto dell’altitudine media fino ai 3300 metri di altezza.

Afferma lo stesso Stekel, "L'acqua proveniente dalle calotte glaciali inizia a formare valli solo attorno a una stretta fascia di altitudine. Mentre, se le precipitazioni sono distribuite, si possono formare valli ovunque."

Il risultato delle simulazioni dice che l’attuale conformazione del suolo marziano è più fedelmente riprodotta se si ipotizza la presenza di piogge la cui acqua per millenni ha eroso il suolo marziano.

foce a delta — Una mappa in rilievo ombreggiato mostra depositi sedimentari canalizzati interpretati come un antico delta fluviale in Aeolis Dorsa, su Marte. A destra: un delta moderno sulla Terra. (Crediti immagine: DiBiase et al./Journal of Geophysical Research/2013 e USGS/NASA Landsat)

Non è ancora chiaro come sia stato possibile per Marte mantenere una temperatura sufficientemente alta da avere un ciclo dell’acqua simile a quello terrestre.

L'ipotesi più accreditata è quello di un potente effetto serra da parte dell’atmosfera marziana primordiale. Di certo, nel momento in cui ha smesso di piovere su Marte la sua superficie è rimasta come cristallizzata per i 3 miliardi di anni successivi, esattamente come oggi la osserviamo.

Riferimenti allo studio:

“Landscape Evolution Models of Incision on Mars: Implications for the Ancient Climate” A. V. Steckel et al. JGR Planets, 2024