Un articolo pubblicato sulla rivista “Science” riporta uno studio che spiega dove sia finita la gran parte dell’acqua che il pianeta Marte possedeva quand’era giovane, ai tempi in cui era allo stato liquido sulla sua superficie. Un team di ricercatori guidato da Shane Stone dell’Università americana dell’Arizona ha usato dati raccolti dalla sonda spaziale MAVEN della NASA per tracciare i movimenti dell’acqua nell’atmosfera, fino ad altitudini elevate, dove avvengono reazioni che la scompongono e producono idrogeno atomico, che si disperde nello spazio. Questo studio ha messo in luce il ruolo delle tempeste di sabbia nella perdita dell’acqua.

Le ricostruzioni della storia di Marte indicano chiaramente che acqua liquida scorreva in abbondanza sulla sua superficie ma un collasso ambientale lo trasformò lentamente nell’attuale pianeta rosso. L’acqua esiste ancora nel sottosuolo ma la quantità scoperta è davvero poca per giustificare le tracce geologiche che esistono ancora dopo alcuni miliardi di anni. La sonda spaziale MAVEN, entrata nell’orbita di Marte il 22 settembre 2014, ha permesso di raccogliere moltissime informazioni sui fenomeni in atto nell’atmosfera marziana, che oggi è molto sottile ma all’epoca in cui il pianeta era simile alla Terra era molto più densa. Quelle informazioni hanno già permesso di capire come l’atmosfera si disperda lentamente nello spazio e ora questa nuova ricerca offre una spiegazione anche per la perdita dell’acqua.

I modelli avevano già suggerito la teoria della dispersione dell’acqua nell’atmosfera e della sua separazione nei suoi atomi con la successiva perdita nello spazio dell’idrogeno. Tuttavia, i dati raccolti dalla sonda spaziale MAVEN e in particolare dal suo strumento NGIMS (Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer) mostrano tracce d’acqua ad altitudini più elevate di quanto predetto dai modelli esistenti. In sostanza, i dati indicano che l’acqua raggiunge gli strati superiori dell’atmosfera e lì reagisce con ioni che generano l’idrogeno atomico che si disperde nello spazio.

Una scoperta importante è che il processo di trasporto dell’acqua verso l’alto è accentuato quando ci sono tempeste di sabbia, che su Marte possono essere anche globali e ricoprire l’intero pianeta. Anche le tempeste regionali hanno la loro importanza perché sono comunque un fenomeno stagionale e quindi ricorrente. Le tempeste contribuiscono al riscaldamento dell’atmosfera che porta a un movimento verso l’alto dell’acqua, aumentandone le reazioni con gli ioni presenti negli strati più elevati e la successiva dispersione dell’idrogeno.

L’immagine (University of Arizona/Shane Stone/NASA Goddard/Dan Gallagher) mostra una rappresentazione dell’acqua nell’atmosfera di Marte con i picchi durante i periodi delle tempeste di sabbia, sia regionali che globali.

Questa scoperta cambia notevolmente i modelli esistenti finora, che prevedevano che su Marte vi fosse una perdita molto lenta e soprattutto costante di acqua. Shane Stone ha spiegato che lui e i suoi colleghi non si aspettavano per niente di trovare tracce di acqua negli strati superiori dell’atmofera. Lì le reazioni con gli ioni presenti la spezzano nei suoi atomi in un tempo che i ricercatori hanno calcolato in non più di quattro ore.

Estrapolando i dati per ricostruire l’ultimo miliardo di anni di perdita d’acqua, i ricercatori hanno calcolato che questo processo può spiegare la perdita di un oceano globale della profondità di circa 43 centimetri. Altri 17 centimetri sono andati perduti a causa del contributo delle tempeste di sabbia globali, che aumentano di venti volte la quantità d’acqua trasportata negli strati superiori dell’atmosfera.

Probabilmente quel processo non funzionava allo stesso modo oltre un miliardo di anni fa perché all’epoca le caratteristiche dell’atmosfera erano diverse. Capire quali condizioni ne abbiano permesso l’inizio è importante per ricostruire il processo di perdita d’acqua su Marte nel corso della sua storia.