Nuovi dati della missione Mars Express indicano la presenza di spessi strati di ghiaccio estesi per alcuni chilometri nel sottosuolo marziano. Si tratta del più vasto deposito di acqua scoperto nei pressi dell’equatore di Marte. Lo studio si basa sui dati del radar MARSIS, uno dei due strumenti a bordo di Mars Express forniti dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), e vede la partecipazione di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF).

Medusae Fossae è una vasta regione geologica che si estende per migliaia di chilometri lungo l’equatore di Marte. Più di quindici anni fa, la sonda Mars Express dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) aveva identificato in quest’area del pianeta dei misteriosi depositi di materiale fino a 2,5 chilometri sotto la superficie. Secondo un nuovo studio, potrebbe trattarsi di un enorme accumulo di ghiaccio.

Mappa topografica di Marte, che mostra la posizione della regione Medusae Fossae, in prossimità dell’equatore. Le regioni di colore rosso corrispondono ad altitudini più elevate. Credit: ESA

Il lavoro si basa su nuovi dati raccolti con il radar MARSIS, uno dei due strumenti a bordo di Mars Express forniti dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), progettato da Sapienza Università di Roma con la partecipazione del Jet Propulsion Laboratory della NASA e dell’Università dell’Iowa, negli Stati Uniti, e gestito dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). I dati mostrano che i depositi nella regione di Medusae Fossae si estendono fino a 3,7 chilometri nel sottosuolo del Pianeta rosso, una profondità ancora maggiore di quanto stimato dalle osservazioni precedenti. Il segnale è consistente con quanto ci si aspetta dal ghiaccio stratificato ed è simile a quello rilevato nei pressi delle calotte polari di Marte, che sono ricche di ghiaccio.

Si tratta del più grande deposito di acqua mai rilevato in questa porzione del pianeta: se si sciogliesse, potrebbe coprire la superficie di Marte con uno strato d’acqua profondo da 1,5 a 2,7 metri. Sulla Terra, una simile massa di acqua sarebbe sufficiente a riempire il Mar Rosso. I risultati della ricerca, guidata da Thomas Watters della Smithsonian Institution, sono stati pubblicati sulla rivista Geophysical Research Letters.

La regione di Medusae Fossae si trova al confine tra le pianure e gli altopiani che caratterizzano la geologia di Marte. Comprende formazioni scolpite dal vento, alte diversi chilometri, che si estendono per centinaia di chilometri e rappresentano uno dei depositi di polvere più vasti del pianeta. Per questo, dalle prime osservazioni di Mars Express, non era stato possibile confermare con certezza la presenza di ghiaccio: poteva infatti trattarsi di grandi accumuli di polvere spinta dal vento, oppure di cenere vulcanica o sedimento.

“È qui che entrano in gioco i nuovi dati del radar MARSIS”, spiega Andrea Cicchetti, ricercatore INAF e co-autore del nuovo studio. “Data la sua profondità, se la formazione di Medusae Fossae fosse semplicemente un gigantesco mucchio di polvere, ci aspetteremmo che si compattasse sotto il suo stesso peso. Ciò creerebbe qualcosa di molto più denso rispetto a quello che effettivamente vediamo

con MARSIS. Abbiamo provato a modellare il comportamento dei diversi materiali privi di ghiaccio, ma nessuno di essi riproduce le proprietà osservate: c’è bisogno del ghiaccio”.

“Lo studio appena pubblicato sarà di cruciale importanza per pianificare le prossime missioni spaziali dirette verso Marte” commenta Eleonora Ammannito ricercatrice dell’Agenzia Spaziale Italiana. “È sempre più evidente, infatti, la necessità di fare uno studio di dettaglio di tutta l’immediata sotto-superficie di Marte per verificare se il caso del deposito di ghiaccio sotto le Medusae Fossae sia isolato oppure se sia uno scenario che si verifica anche in altri punti del pianeta. Proprio per questo motivo l’ASI, insieme alla CSA, la NASA e la JAXA stanno studiano un concetto di missione “Ice Mapper” che ha l’unico obiettivo di fare una mappatura del ghiaccio sotto-superficiale. Queste informazioni serviranno sia per una rivisitazione dei modelli evolutivi attualmente esistenti sia per supportare lo sviluppo delle missioni umane sulla superficie di Marte che dovranno necessariamente fare affidamento su depositi di ghiaccio in zona equatoriale”.

Secondo il nuovo studio, il deposito consiste di strati di polvere e ghiaccio, il tutto sormontato da uno strato protettivo di polvere secca o cenere spesso diverse centinaia di metri. Oggi Marte è un pianeta dall’aspetto arido, ma la sua superficie è ricca di segni dell’acqua che un tempo era abbondante. Presenta inoltre notevoli riserve di ghiaccio d’acqua, come le calotte polari. Eppure una riserva di ghiaccio estesa come quella appena scoperta non avrebbe potuto formarsi nel clima attuale del pianeta, ma deve risalire a un'epoca climatica precedente. Se i risultati di questo studio saranno confermati, bisognerà aggiornare la nostra comprensione della storia del clima di Marte.

L’estensione e la posizione dei depositi ghiacciati nell’area di Medusae Fosse li renderebbero molto interessanti per l’esplorazione umana di Marte in futuro. Le missioni spaziali dovranno atterrare vicino all’equatore del pianeta, lontano dalle calotte polari ricche di ghiaccio o dai ghiacciai ad alta latitudine, e avranno bisogno dell’acqua come risorsa, quindi trovare ghiaccio in questa regione è praticamente essenziale per eventuali future missioni umane sul Pianeta Rosso. Purtroppo i depositi identificati in questo studio sono coperti da centinaia di metri di polvere, dunque inaccessibili almeno per i prossimi decenni. Tuttavia conoscere la distribuzione del ghiaccio sulla superficie odierna di Marte aiuta i ricercatori a comprendere sempre meglio dove scorreva l’acqua in passato e dove può essere trovata oggi.

Per ulteriori informazioni:

L’articolo “Evidence of Ice-Rich Layered Deposits in the Medusae Fossae Formation of Mars”, di T. R. Watters et al., è stato pubblicato online sulla rivista Geophysical Research Letters.

Foto in apertura:mappa dei depositi di materiale scolpiti dal vento nella regione marziana di Medusae Fossae. La mappa mostra lo spessore del ghiaccio assumendo che la polvere abbia uno spessore di 300 metri. Credit: Planetary Science Institute/Smithsonian Institution