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Sulle dune di Marte tracce di ghiaccio secco

Una ricerca della NASA su Marte ha scoperto che grossi pezzi di anidride carbonica congelata, conosciuta anche come “ghiaccio secco”, sono discesi lungo i fianchi di dune di sabbia, scivolando, come una specie di hovercraft in miniatura, sopra cuscini di gas che hanno svolto la funzione di lubrificante, lasciando solchi o “canaloni” ben visibili sulla superficie del pianeta.

discesa-flusso-Marte

Diversi tipi di discesa caratteristica di flusso sono stati osservati su Marte. Questa immagine della High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE), fotocamera a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA, è un esempio di un tipo chiamato “calanchi lineari” (fonte: NASA / JPL Caltech / Università della Arizona).

Gli scienziati hanno dedotto che questo fenomeno potrebbe spiegare la presenza dei calanchi che erano stati osservati sulle dune del “pianeta rosso” ma che finora erano rimasti enigmatici.

A questa conclusione si è giunti attraverso l’esame delle immagini inviate dal satellite Mars Reconnaisance Orbiter (MRO) della NASA, verificando poi la validità dell’ipotesi con una prova pratica sulle dune della California e dello Utah.

“Ho sempre sognato di andare su Marte”, ha dichiarato Serina Diniega, scienziato planetario del Jet Propulsion Laboratory della NASA di Pasadena, California, autore di un articolo sulla ricerca  per la rivista Icarus. “Ora sogno di fare snowboard su una duna di sabbia marziana su un blocco di ghiaccio secco”.

Le scanalatura delle colline su Marte appaiono dei calanchi lineari, di larghezza relativamente costante, con un fronte che va da uno a qualche metro e con i bordi rilevati lungo tutto il percorso.

A differenza dei canaloni causati dalle correnti d’acqua sulla Terra – e probabilmente anche su Marte – mancano i conoidi di deiezione, i caratteristici accumuli detritici “a ventaglio” che si formano nella parte terminale del pendio.

Nelle colate detritiche le acque trasportano sedimenti in discesa e il materiale eroso dalla parte superiore del pendio va a depositarsi sul fondo in un caratteristico accumulo di forma pseudo-conica o “a ventaglio”, la cui base, formata dai detriti di dimensioni più grandi, si allarga verso valle, mentre la punta, a causa dei detriti  più piccoli e meno pesanti, è rivolta verso monte, da cui la definizione di “conoide di deiezione”.

“Nei canaloni lineari marziani non c’è trasporto di materiale, per cui non ci sono conoidi di deiezione” ha affermato Diniega. “Si osserva solo una larga scanalatura e il materiale che viene depositato ai bordi durante la discesa”.

Le immagini ad alta risoluzione della fotocamera dell’MRO mostrano dune di sabbia con questi canaloni lineari coperti di anidride carbonica, ghiacciata durante l’inverno marziano.

Confrontando le immagini durante il corso delle stagioni, i ricercatori hanno osservato che i grandi solchi si formano all’inizio della primavera. In alcune immagini sono visibili piccole aree  luminose – poco più che punti – nei canaloni, che gli scienziati interpretano come pezzi di  ghiaccio secco staccatisi dalla corrente dei blocchi nella discesa lungo il pendio.

Secondo un’altra ipotesi, potrebbe invece trattarsi di blocchi di ghiaccio secco completamente sublimato in anidride carbonica gassosa, una volta ultimato il percorso.

“Questi calanchi lineari non assomigliano a canaloni terrestri o anche ad altri canaloni simili su Marte e siamo sicuri che questo fenomeno non sarebbe potuto accadere sulla Terra”, ha assicurato Diniega. “Non si riesce ad ottenere blocchi di ghiaccio secco sulla Terra, a meno di andarli a comprare”, ha aggiunto, ironicamente.

Immagine dei “calanchi lineari” trasmessa dalla fotocamera ad alta risoluzione HiRISE del satellite Mars Reconnaissance Orbiter della NASA (fonte: NASA / JPL Caltech / Università della Arizona)

Immagine dei “calanchi lineari” trasmessa dalla fotocamera ad alta risoluzione HiRISE del satellite Mars Reconnaissance Orbiter della NASA (fonte: NASA / JPL Caltech / Università della Arizona)

Questo commento è stato invece preso sul serio e messo in pratica dal co-autore Candice Hansen, del Planetary Science Institute di Tucson, Arizona, che lo ha sperimentato di persona.

Hansen ha studiato altri effetti dell’anidride carbonica trasformata in ghiaccio stagionale su Marte, come le caratteristiche linee a “forma di ragno”, che sono conseguenti al rilascio esplosivo di anidride carbonica gassosa intrappolata sotto le lastre di ghiaccio secco nella parte inferiore dello strato durante il disgelo della primavera.

Sospettando che il ghiaccio secco potesse avere un ruolo nella formazione dei canaloni lineari,  Hansen ha comperato alcuni lastroni di ghiaccio secco in un supermercato e li ha fatti scivolare lungo i fianchi di dune di sabbia.

Sia nel primo che negli esperimenti successivi, l’anidride carbonica, nel cambiamento di stato, passando alla fase gassosa, ha formato uno strato lubrificante sotto le lastre di ghiaccio secco ed ha anche lasciato delle orlature sui bordi, mentre le lastre scivolavano lungo i pendii, anche se di modesta inclinazione.

Le prove non tengono conto della temperatura e della pressione su Marte, ma i calcoli indicano che il ghiaccio secco si comporterebbe così all’inizio della primavera marziana, quando si formano i calanchi lineari. Mentre il ghiaccio proveniente dall’acqua può sublimare direttamente in vapore, il ghiaccio secco, secondo i ricercatori, sarebbe rimasto solido in alcune condizioni marziane, ad esempio alle temperature alle quali le lastre originerebbero i canaloni.

“MRO sta dimostrando che Marte è un pianeta molto attivo” ha detto Hansen. “Alcuni dei processi che vediamo su Marte sono simili ai processi sulla Terra, ma questo studiato ora è tipico di un ambiente come quello marziano”.

“C’è una certa varietà di  tipi nei caratteristici canaloni di Marte che a volte sono stati catalogati con l’unico appellativo di “calanchi”, ma che in realtà possono aver avuto origine da processi diversi”, ha concluso Hansen. “Solo perché questa ipotesi del ghiaccio secco si presenta come una buona spiegazione per un tipo, ciò non significa che si possa applicare ad altri”.

Leonardo Debbia
25 giugno 2013

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