Marte potrebbe essere stato un mondo blu e ricoperto d’acqua molto prima che la Terra avesse terminato la sua formazione. Questo testimonia una recente ricerca, che potrebbe aprire una vera e propria finestra su un misterioso capitolo della storia marziana.

Il team di ricercatori che si è occupato dello studio, principalmente provenienti dall’Arizona State University, ha scoperto che la prima atmosfera di Marte era molto più densa di quella odierna. Inoltre, sarebbe stata composta principalmente da idrogeno molecolare, molto diverso dal biossido di carbonio che la sottile atmosfera del Pianeta Rosso conserva al giorno d’oggi.

Secondo i calcoli del team, l’idrogeno molecolare è un gas serra sufficientemente forte da aver permesso agli oceani di acqua liquida di rimanere stabili sulla superficie marziana per molti milioni di anni, fino a quando l’idrogeno è stato gradualmente perso nello spazio. A permettere questi risultati è stato uno studio effettuato sulle argille superficiali di Marte.

Un’atmosfera completamente diversa

Qual era la composizione della prima atmosfera di Marte? Per scoprirlo, i ricercatori hanno sviluppato modelli evolutivi che includono processi ad alta temperatura, associati alla formazione:

• Del nucleo e superficie di Marte.
• Dei primi oceani.
• Dell’atmosfera.

Questi modelli hanno mostrato che i principali gas che emergono dalla roccia fusa sarebbero una miscela di idrogeno molecolare e vapore acqueo. Hanno inoltre rivelato che il vapore acqueo nell’atmosfera marziana si comportava come quello presente nell’atmosfera terrestre moderna: si condensava nella bassa atmosfera sotto forma di nuvole, creando un’atmosfera superiore “più secca”. L’idrogeno molecolare, al contrario, non si condensava da nessuna parte ed era il principale costituente dell’alta atmosfera di Marte. Successivamente, questa molecola è stata persa nello spazio. Kaveh Pahlevan, ricecatore presso il SETI Institute e autore principale dello studio, ha affermato:

Questa intuizione chiave (che il vapore acqueo si condensa e viene trattenuto su Marte giovane, mentre l’idrogeno molecolare non si condensa e può fuoriuscire) consente al modello di essere collegato direttamente alle misurazioni effettuate da veicoli spaziali. In particolare, il rover Curiosity del Mars Science Laboratory.

Dall’argilla superficiale all’idrogeno marziano

Gli atomi d’idrogeno nelle molecole possono essere di due tipi:

1. Idrogeno normale, costituito da un nucleo contenente un protone.
2. Deuterio, o idrogeno pesante, formato da un nucleo con un protone e un neutrone.

Il nuovo modello evolutivo costruito dai ricercatori ha consentito di caratterizzare ed interpretare in maniera del tutto nuova i dati provenienti da campioni di Marte analizzati nei laboratori sulla Terra e dai rover su Marte.

I meteoriti di Marte sono per lo più rocce ignee, fondamentalmente magmi solidificati. Si sono formati quando l’interno di Marte si è sciolto e il magma è salito verso la superficie. L’acqua disciolta in questi campioni interni contiene idrogeno con caratteristiche simili a quelle degli oceani terrestri, indicando che la loro acqua proveniva dalla stessa fonte nel Sistema Solare primordiale.

Al contrario, quando Curiosity ha misurato gli isotopi dell’idrogeno in un’antica argilla di 3 miliardi di anni sulla superficie marziana, ha trovato un rapporto tra deuterio e idrogeno normale circa tre volte quello degli oceani terrestri. Pertanto, il serbatoio d’acqua superficiale (idrosfera) che ha reagito con le rocce per formare queste argille doveva avere un’alta concentrazione di deuterio rispetto all’idrogeno. L’unico modo plausibile per avere questo livello di arricchimento del deuterio è perdere la maggior parte dell’idrogeno gassoso nello spazio. L’idrogeno normale viene perso, ma il deuterio, essendo leggermente più pesante, si perde meno rapidamente.

E se il giovane Marte avesse ospitato oceani e vita?

La ricerca di questo modello mostra che se l’atmosfera marziana fosse densa e ricca di idrogeno al momento della sua formazione, le acque superficiali sarebbero naturalmente arricchite in deuterio di un fattore da due a tre, rispetto all’interno (che è esattamente ciò che ha osservato Curiosity).

Le atmosfere di idrogeno possono anche essere favorevoli all’origine della vita. Esperimenti di metà del 20° secolo hanno mostrato che le molecole prebiotiche implicate nell’origine della forma di vita prontamente in atmosfere così ricche di idrogeno, ma non così facilmente in quelle povere di questo elemento, come quelle della Terra moderna o del giovane Marte.

I risultati della ricerca del team implicano comunque che il Marte fosse originariamente un sito promettente per l’origine della vita almeno quanto lo era la Terra primordiale, se non di più. E questo molto prima che la Terra esistesse. Allora, Marte potrebbe aver avuto un’atmosfera densa e ricca di idrogeno, temperature miti e una superficie ricoperta di oceani blu.

Lo studio, pubblicato su Earth and Planetary Science Letters, è reperibile qui.

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