C’è mai stata vita su Marte? A questa domanda, da quasi tre anni, cerca di rispondere il rover Perseverance della NASA, il cui obbiettivo è proprio la ricerca di segni passati o presenti di vita microbica sul Pianeta Rosso.

Di recente, a partire dai dati dello strumento radar a bordo del rover, un team guidato dall’UCLA e dall’Università di Oslo ha dimostrato definitivamente la presenza di un antico lago che riempiva il cratere Jezero, zona che Perseverance sta attraversando e studiando nel corso della sua missione.

Questo cratere si è formato nell’antichità di Marte, dall’impatto di un meteorite a nord dell’equatore marziano. In questo nuovo studio, gli scienziati hanno mostrato che ad un certo punto il cratere si è riempito d’acqua, depositando strati di sedimenti sul fondo.

Successivamente il lago si è ritirato, e i sedimenti trasportati dal fiume che lo alimentava hanno costruito un enorme delta. Nel corso degli eoni, la deposizione di sedimenti e l’erosione all’interno del cratere hanno modellato le formazioni geologiche visibili oggi sulla superficie.

La scoperta di questi sedimenti lacustri sul fondo del cratere Jezero rafforza la speranza che si possano trovare tracce di vita passata nei campioni di suolo e roccia raccolti da Perseverance nel corso della sua missione.

Il lavoro di RIMFAX, radar di Perseverance

Tra maggio e dicembre 2022, Perseverance si è spostato dal fondo del cratere Jezero al delta, una vasta distesa di sedimenti risalenti a 3 miliardi di anni fa che, dall’orbita, assomiglia ai delta dei fiumi sulla Terra.

Mentre il rover si dirigeva verso il delta,  lo strumento RIMFAX (Radar Imager for Mars’ subsurFAce eXperiment) a bordo ha emesso onde radar verso il basso a intervalli di 10 centimetri, misurando gli impulsi riflessi da una profondità di circa 20 metri sotto la superficie.

Dall’orbita, infatti, si possono vedere e studiare diversi depositi, ma non è possibile dire con certezza se quello che viene osservato è il loro stato originale, o la conclusione di una lunga storia geologica. Per capire le cose come stanno, è necessario guardare sotto la superficie, cosa che gli scienziati stanno facendo proprio con RIMFAX. Con esso, possono vedere fino alla base dei sedimenti, per rivelare la superficie superiore del fondo del cratere sepolto.

Di seguito, una animazione che mostra lo strumento RIMFAX mentre acquisisce misurazioni radar di penetrazione del suolo attraverso il contatto tra il fondo del cratere e il delta nel cratere Jezero. Credits: Euibin Kim, David Paige, UCLA

Confermato un antico lago nel cratere Jezero

Anni di ricerca con il georadar e di test dello strumento RIMFAX sulla Terra hanno insegnato agli scienziati come leggere la struttura e la composizione degli strati sotterranei dai dati ottenuti con il radar.

Su Marte, RIMFAX ha rivelato due periodi distinti di deposizione di sedimenti, inseriti tra due periodi di erosione. Lo studio dell’UCLA e dell’Università di Oslo conferma che il fondo del cratere sotto il delta non è piatto in maniera uniforme, suggerendo che si sia verificato un periodo di erosione prima della deposizione dei sedimenti lacustri.

Le immagini radar mostrano che i sedimenti sono regolari e orizzontali, proprio come i sedimenti depositati nei laghi sulla Terra. L’esistenza di sedimenti lacustri era stata sospettata in studi precedenti, ma è stata confermata da questa ricerca.

Segue una mappa aerea a colori dell’Orbital High Risoluzione Imaging Science Experiment (HiRISE) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter, che mostra il percorso (linee bianche) di Perseverance attraverso il fondo del cratere Jezero in direzione del delta. Le linee tratteggiate rosse e verdi indicano le aree in cui i dati di RIMFAX hanno confermato la presenza di sedimenti lacustri. La mappa inserita a destra mostra il percorso del rover dall’atterraggio.

Potrebbe esserci stata vita?

RIMFAX indica che i periodi di deposizione ed erosione hanno avuto luogo nel corso di eoni di cambiamenti ambientali.  E che un secondo periodo di deposizione di sedimenti si verificò quando le fluttuazioni del livello del lago permisero al fiume di depositare un ampio delta. Che un tempo si estendeva molto di più all’interno del lago rispetto a come vediamo oggi, ma ora è stato eroso più vicino alla foce del fiume.

Ciò innanzitutto conferma che le ipotesi sulla storia geologica del cratere Jezero, basate finora solo sulle immagini di Marte ottenute dallo spazio sono accurate. I cambiamenti che vediamo preservati nelle rocce sono guidati da cambiamenti su larga scala nell’ambiente marziano, che diverse ricerche e strumenti nel corso degli ultimi anni stanno aiutando gli scienziati a ricostruire.

In secondo luogo, conferma l’importanza dei campioni raccolti da Perseverance in questi tre anni. Proprio un anno fa oggi, il 29 gennaio 2023, il JPL confermava il rilascio corretto dell’ultimo di 10 campioni depositati all’interno della regione Three Forks. Si tratta di una varietà di rocce marziane, campioni atmosferici e polvere raccolti dal rover all’interno di tubi di titanio.

Se mai c’è stata vita su Marte, e in particolare se mai è proliferata vita microbica all’interno del lago che occupava il cratere Jezero, i campioni di Perseverance dovrebbero trattenerne una traccia. E se i nuclei di roccia ignea e sedimentaria sono considerati tra i più promettenti per fornire informazioni sulla storia dei processi geologici avvenuti sul cratere Jezero dopo la sua formazione, quasi 4 miliardi di anni fa, potrebbero anche rendersi testimoni della presenza di vita passata sul Pianeta Rosso.

Responsabile del recupero e della restituzione a Terra di questi campioni è la futura missione Mars Sample Return di NASA ed ESA, attualmente pianificata per il 2027-2028.

La ricerca è stata finanziata dalla NASA, dal Research Council of Norway e dall’Università di Oslo. L’articolo scientifico, pubblicato su Science Advances,