Marte: un arido deserto gelato?
Nessuna Informazione Trovata
Credo che chi come me, è appassionato di esobiologia, non possa anche non dirsi quanto meno intrigato da Marte. Inutile ricordare tutte le fantasie che ha ispirato nei secoli, non solo a romanzieri! Quantomeno singolare come abbia sempre mostrato di sé, sempre, quanto basta per speculare ma mai a sufficienza per concludere definitivamente, sulla questione "vita", nei secoli dei secoli…
Quando intorno al 21 marzo, appresi l'annuncio della NASA, di aver fotografato gocce di acqua liquida sui piedi della sonda PHOENIX, una strana euforia mi fece esultare irrefrenabilmente. Trovare acqua allo stato liquido, alle mie orecchie suonava "quasi" come averci trovato la vita! Cominciai con l'esaminare i vari comunicati stampa rovistando su internet, ma la "zuppa" era sempre la stessa: una foto di un dettaglio con qualche goccia, una seconda foto con evidenziata una di queste gocce che si era mossa, un trafiletto in cui si tentava di spiegare come dei "fantomatici perclorati" possano abbassare il punto di congelamento dell'acqua "Fino a ben -70°C" e stop. E la pressione atmosferica, se la erano dimenticata tutti? In TUTTI i documentari su Marte si sente regolarmente affermare che: "La pressione su Marte è meno di 1/100 di quella Terrestre; a quei valori l'acqua liquida bollirebbe istantaneamente fino alla totale evaporazione!". Quindi, com'era possibile tutto ciò?
Dettaglio mostrato dai vari comunicati stampa.
Galaverna
Calabrosa
Vetrato
Brinone
Brina da avvezione
Gelicidio
Ecco cosa succede tipicamente all'acqua atmosferica terrestre quando condensa a temperature inferiori a 0° Celsius; nessuna di queste formazioni assomiglia alla "classica goccia d'acqua" ma, anzi, spesso assume (com'è giusto attendersi) conformazioni di tipo cristallino; le formazioni più amorfe come il vetrato, il vetrone e il gelicidio coinvolgono uno stato dell'acqua chiamato "sopraffuso".
L'acqua sopraffusa può rimanere allo stato liquido fino a -42 °C in assenza di nuclei glaciogeni. La presenza di acqua sopraffusa a temperature inferiori a 0 °C è molto probabile tra 0 °C e -12 °C, poco probabile tra -12 °C e -20 °C e rara tra -20 °C e -42 °C. Oltre -42 °C è impossibile.
Ecco che, l'unico modo per capirne di più, rimaneva l'andare a caccia di informazioni dirette sul sito ufficiale della PHOENIX. All'indirizzo http://phoenix.lpl.arizona.edu/imageCategories_lander.php è possibile accedere alle immagini "grezze" (peccato solo in jpg!) che la sonda ha scattato. Quindi, armato di tempo e pazienza, cominciai a scaricare tutte le foto che riprendevano le parti di sostegno sottostanti la sonda in cerca di queste "gocce". In tutto ho raccolto 35 foto che sono risultate interessanti, dal 5° al 113° giorno Marziano, su una durata complessiva della missione di 150 giorni Marziani, detti "sol"; questo significa anche che la NASA deve avere notato la cosa nei primi giorni del giugno 2008, ben otto mesi prima di dare la notizia! Il primo passo fu metterle in sequenza animata (GIF) il tutto per poter meglio visionare la situazione in generale, a caccia di indizi. Non solo trovai "le goccioline" ma la situazione si fece subito molto interessante; le gocce stesse, ad un certo punto, assumevano una forma incomprensibile: aperta al centro. Quelle che a prima vista sembrerebbero normali gocce d'acqua presentano un comportamento a dir poco curioso! Se noi pensiamo a più gocce d'acqua che si asciugano, per quanto drogate da eventuali minerali, esse tendono a lasciare un residuo concentrato nel centro di simmetria. In questo caso invece, il materiale residuo si raccoglie esternamente creando un buco centrale; in pratica, si forma una struttura di tipo "crateriforme". Dall'analisi di questo set d'immagini risulta alquanto evidente che su Marte l'acqua può esistere, se pur in condizioni ancor da verificare, anche allo stato liquido e per tempi non eccessivamente brevi (ore, giorni, mesi?). L'impressione generale è che la sonda, atterrando, abbia sciolto una consistente quantità d'acqua presente nel suolo, probabilmente in forma di ghiaccio. Quest'acqua è andata a formare, sicuramente, tre pozze, evaporando poi progressivamente. Infatti, osservando la distribuzione delle gocce sul piede della sonda si osserva come queste siano unicamente concentrate sulla verticale della pozza in primo piano a sx. Quest'ultima, probabilmente, per questioni geometriche d'illuminazione, è quella che è evaporata più velocemente. La pozza in secondo piano a Sx, mostra dei comportamenti veramente degni di nota:
-
Il suo livello è sceso costantemente e la cosa è avvertibile analizzando attentamente le foto.
-
La sua superficie ha cambiato costantemente morfologia in maniera molto vistosa, con dettagli che compaiono, si modificano e spariscono. Vorrei far notare che l'unica spiegazione è che essa si sia mantenuta liquida, anche se in modo discontinuo, per almeno 3 mesi circa! Spiegazioni di tipo "evaporativo" potrebbero spiegare l'apparizione di un dettaglio, ma non la sua successiva sparizione. Se qualcosa è emerso, per sprofondare necessita o di un mezzo liquido o di un'azione meccanica! Quale preferite?
Delle due pozze qui visibili, quella di sinistra presenta variazioni interessanti. La freccia rossa permette di valutare la variazione di livello. Le frecce verde e blu indicano due dettagli assenti nella prima foto (sol 5). Specialmente il dettaglio indicato dalla freccia verde, sparendo addirittura nella quarta foto, lascia pochi dubbi sul fatto che non sia rimasta sempre e solo congelata.
In questa inquadratura si nota molto bene come le "gocce" si sono formate solo sulla verticale della "pozza", lasciando il resto pulito, nonostante la maggiore vicinanza al suolo.
Tornando un attimo alle discorso delle "gocce", ci sono alcuni punti che intendo chiarire. Ammettiamo che per deliquescenza, alcuni sali provenienti dal terreno, possano aver assorbito acqua direttamente dall'atmosfera fino a liquefarsi; questo potrebbe essere possibile, per esempio, durante le prime ore del mattino. Ma, all'avanzare del giorno, le condizioni dovrebbero essere tali da fare evaporare l'acqua lasciando una formazione cristallina pronta, semmai, a ripetere il ciclo il giorno dopo. Invece ciò che si osserva è ben diverso; una volta formate sono rimaste tranquille li per tutta l'estate, degradando, peraltro in quel modo stravagante che ho già descritto, poco prima dell' arrivo dell'autunno Marziano. Come fa, un singola goccia d'acqua, per parte della giornata allo stato liquido, a resistere quasi tre mesi senza evaporare prima? La stazione meteorologica Canadese, a bordo della PHOENIX, ha rilevato in quel periodo dei massimi di temperature tra i -20°C e -30°C, mentre le minime oscillavano tra i -75°C e -80°C; la pressione si manteneva a circa 8.6 hPa. Qui forse c'è un piccolo fraintendimento tra pressione e densità dell'atmosfera. Se noi, per assurdo, misuriamo la pressione atmosferica adesso e poi, sempre per assurdo, riduciamo la gravità della Terra a quella di Marte e rimisuriamo la pressione con lo stesso strumento, le due misure saranno sicuramente differenti anche se la densità atmosferica non è cambiata! La differenza dipenderà anche dal tipo di barometro, ma, nel migliore dei casi sarà uguale al rapporto tra le due gravità, nel peggiore invece bisogna elevare questo valore al quadrato! Ora, se per un attimoammettiamo la possibilità che la NASA abbia preso questa svista (perché no, vi ricordate il Mars Polar Lander quando fallì l'atterraggio perché orbiter e lander comunicavano con due sistemi metrici diversi?), ricalcolando la pressione atmosferica di Marte tenendo conto che la sua gravità è un terzo di quella terrestre, otteniamo un valore di circa 80 hPa.Questo vuol dire che i circa 9 hPa rilevati su Marte, "potrebbero" corrispondere, in termini di densità, ad una pressione "sulla Terra" di circa 80 hPa. Ci tengo a far notare che i valori ottenuti da terra con metodi spettro-fotometrici, prima delle misure in loco eseguite dalla NASA, davano tutte un valore, guarda caso, di circa 100 hPa! Semplice coincidenza?
Sol 8
Sol 31
Sol 90
Sol 96
Sol 97
Questa è una sequenza più completa di quelle che sembrano "gocce d'acqua"! Le prime tre sono le "classiche" del comunicato stampa; in realtà, vedendo le date, verrebbe da chiedersi se la goccia si è veramente mossa o se ne è spuntata un'altra mentre la prima si asciugava per qualche strano motivo.Ma la cosa veramente curiosa è l'evoluzione tra le ultime due foto; parecchie di esse assumono un aspetto apparentemente cavo al centro! Perché?
Grafico che mostra la temperatura di ebollizione dell'acqua in funzione della pressione.Come si può notare, l'acqua su Marte bollirebbe a 5°C, rendendo teoricamente possibile, per alcune aree e in alcuni momenti del giorno, la presenza dell'acqua liquida.
Certamente, se fosse veramente così, la situazione cambierebbe sensibilmente in quanto con una atmosfera circa nove volte più densa di quanto pensiamo che sia attualmente, l'acqua potrebbe resistere allo stato liquido, se pur non per tempi lunghissimi, senza bollire, in quanto il suo punto di ebollizione andrebbe oltre i 40°C.Ripensate un attimo a ciò che la NASA ha più volte ribadito: "in quelle condizioni l'acqua o congela o bolle istantaneamente". È come dire che a 9 hPa il punto di ebollizione è sotto zero; ma l'acqua appena sopra 0°C bolle a 6.11 hPa di pressione. Questo significa che, se la fisica non è un’opinione, a circa 9 hPa l'acqua bolle a +5°C. Quindi non è totalmente vero che su Marte l'acqua liquida non può esistere; per esempio dove la temperatura non raggiunge mai i +5°C, perché dovrebbe bollire? Se poi consideriamo anche di poter abbassare chimicamente il punto di congelamento (per esempio con sali vari, perclorati ecc.), si può mantenere lo stato liquido anche parecchi gradi sotto lo 0°C, dove sicuramente non c'è ebollizione.
Ma non solo; gli "antigelo" di cui sopra, non spostano solo il punto di congelamento verso il basso, spostano anche il punto di ebollizione verso l'alto, estendendo anche un po' più verso l'equatore la fascia utile. Da notare anche che in nessuna foto di nessuna goccia appare la benché minima traccia di bollicine, nemmeno nelle gocce d'acqua fotografate dal microscopio ottico con una scala di 4 micron/pixel. Anche le superfici delle "pozze" sotto la sonda appaiono lisce e non butterate, come sarebbe logico aspettarsi se l'acqua fosse evaporata bollendo!
Non solo, almeno una delle tre sembra essere rimasta liquida per quasi tre mesi. Una volta approfondito il comportamento dell'acqua, questi fatti però non appaiono più così straordinari, non vi pare? Non solo, anche il sottosuolo è un luogo interessante per la ricerca dell'acqua liquida, in quanto, lì la pressione e la temperatura sono molto più favorevoli che in superficie. Altrimenti diventerebbe imbarazzante spiegare l'esistenza dei "gullies". Gli stessi gullies non mi sembrano più così difficili da spiegare; se escludiamo l'eventualità che possa bollire, l'acqua rimarrà in superficie il tempo necessario per evaporare, gelare o venir assorbita dal terreno. Una qualsiasi combinazione di questi tre fattori, spiega facilmente i gullies che si osservano nelle immagini riprese dall' HIRISE; viceversa, se introduciamo il fattore "ebollizione", la lunghezza, molte volte, sarebbe eccessiva per una massa d'acqua bollente senza che questa evapori prima.
Trovo molto strano che la NASA non abbia ancora aggiunto nulla allo striminzito trafiletto menzionato all’inizio dell’articolo. Dal mio punto di vista, la notizia della scoperta di acqua liquida su Marte, sta passando troppo in sordina rispetto all’importanza che riveste! In termini eso biologici lo rende sicuramente più compatibile con la presenza di eventuali microrganismi. Anche tutte le future missioni verso Marte in via di progettazione andrebbero in qualche modo adattate in virtù di queste scoperte. La stessa PHOENIX ha sperimentato parecchi problemi nell’inviare i campioni di suolo agli strumenti interni alla sonda semplicemente perché troppo umidi! Infatti, per farli passare dalle griglie di entrata, con maglie da meno di 1 mm di larghezza, dovevano prima spargere i campioni sulla parte superiore della sonda, lasciarli asciugare al sole e poi raccoglierli nuovamente. Solo a questo punto i campioni riuscivano a passare le griglie; quindi tutti i composti volatili sono risultati impossibili da analizzare, acqua compresa! A onor del vero, già in molte tracce lasciate dai due rover SPIRIT e OPPORTUNITY appare evidente che, almeno in quei casi, la sabbia non era asciutta. Ma, siccome all’ equatore la temperatura raggiunge persino i +27°C e dato che su Marte l’acqua bolle a +5°C, la sabbia dovrebbe essere totalmente secca; eppure non sembra. Foto prese dal HIRISE, come quella qui a fianco, sull’ equatore Marziano, mostrano strutture scure (quasi nere) che, se fossero state ritratte su Titano, farebbero subito pensare a dei laghi! Con questo non intendo certo affermare nulla, semmai vorrei far notare come, in fondo certe credenze “assodate”, potrebbero risultare false. Forse in questo caso si dovrebbe dire: “occhio NASA, non è tutto ghiaccio quello che luccica!”.
Due esempi Terrestri di sabbia rispettivamente bagnata e asciutta (Sahara)
Tre esempi tratti da gli archivi della sonda SPIRIT; notate come nell’ ultima immagine a destra, nella parte di centro-sinistra, la sabbia sembrerebbe addirittura semi-trasparente