In 2003, strane caratteristiche sulla superficie di Marte hanno fatto scattare i “sensori” dei scienziati quando le hanno osservate. È in quel momento che sono comparse insolite formazioni di “terreno anareiforme” nelle immagini dell’Orbiter di Riconoscimento di Marte. Sono riapparse ogni anno, diffondendosi sulla superficie dell’emisfero meridionale.
Inizialmente, nessuno sapeva cosa avesse causato queste bizzarre formazioni simili a ragni. Ora, i ricercatori della NASA le hanno replicate in laboratorio per spiegare la loro esistenza. Non c’è dubbio, infatti, che questi ragni marziani appaiano strani. Alcuni di essi si estendono per oltre un chilometro e generalmente si presentano in gruppi.
Dal momento della loro scoperta nel 2003 attraverso immagini provenienti dagli orbiter, gli scienziati hanno ammirato questi ragni marziani distesi sull’emisfero meridionale di Marte. Nessuno è del tutto sicuro di come vengano create queste caratteristiche geologiche, ma le simulazioni in laboratorio potrebbero fornire indizi. Credito: NASA/JPL-Caltech/Università dell’Arizona.
Poiché l’anidride carbonica è comune su Marte, gli scienziati hanno ipotizzato che avesse qualcosa a che fare con la creazione di queste formazioni bizzarre. Hanno utilizzato il “modello di Kieffer” per indagare la storia dei ragni marziani. Quel modello spiega come le lastre di ghiaccio di anidride carbonica sotto la superficie intrappolino il gas mentre sublima (ovvero si trasforma in gas), di solito durante la primavera dell’emisfero meridionale.
La luce solare riscalda la superficie e filtra attraverso lastre trasparenti di anidride carbonica. Quegli strati di ghiaccio si accumulano ogni inverno. Il suolo sotto il ghiaccio assorbe il calore del sole e fa sublimare il ghiaccio più vicino a esso. La pressione del gas aumenta, creando delle crepe nel ghiaccio e permettendo al gas di fuoriuscire. Man mano che risale, il gas porta con sé un flusso di polvere scura e sabbia dal suolo, che si deposita sulla superficie del ghiaccio. Questi depositi prendono la forma di formazioni simili a ragni.
Per verificare se questo processo è ciò che crea i ragni marziani, gli scienziati della NASA JPL, guidati da Lauren McKeown, hanno deciso di simulare le condizioni di Marte nel loro laboratorio. “I ragni sono caratteristiche geologiche strane e belle di per sé”, ha dichiarato McKeown. “Questi esperimenti ci aiuteranno a perfezionare i nostri modelli su come si formano.”
La camera DUSTIE presso JPL. Questo è il luogo in cui gli scienziati hanno simulato le condizioni della superficie sotto le quali si formano i ragni di Marte. Credito: NASA/JPL-Caltech.
Non è comunque facile replicare Marte sulla Terra, anche in condizioni di laboratorio rigorose. Per McKeown e il suo team, la parte più difficile è stata ricreare le condizioni trovate sulla superficie polare marziana. Quella regione vive una pressione atmosferica estremamente bassa. Le variazioni stagionali fanno scendere le temperature dell’aria e della superficie fino a -301 gradi Fahrenheit (meno 185 gradi Celsius). Per realizzarlo, il team ha utilizzato una camera di test raffreddata con azoto liquido presso JPL, chiamata DUSTIE (Dirty Under-vacuum Simulation Testbed for Icy Environments).
“Amo DUSTIE. È storica”, ha detto McKeown, notando che la camera delle dimensioni di una botte di vino è stata utilizzata per testare un prototipo di uno strumento progettato per il lander Mars Phoenix della NASA. Per il loro esperimento, il team ha raffreddato un simulante di suolo marziano in un contenitore immerso in un bagno di azoto. Poi hanno inserito il tutto in DUSTIE e sostituito la pressione normale della Terra con quella atmosferica di Marte. Il gas di anidride carbonica è fluido ed è condensato in ghiaccio. Il passo successivo è stato inserire un riscaldatore per simulare le condizioni marziane all’inizio della primavera. Il team ha ripetuto questo processo più volte prima di generare “ragni” simulati simili a quelli presenti su Marte.
Formazioni simili a ragni nel simulante di suolo create durante gli esperimenti presso la NASA/JPL nella camera DUSTIE. Credito: NASA/JPL-Caltech.
I prossimi passi
Quella simulazione ha creato colonne di gas di anidride carbonica che fuoriuscivano dal simulante di suolo. È simile a ciò che accade su Marte, ma non esattamente identico. Pertanto, il prossimo passo è eseguire lo stesso esperimento e utilizzare un sole simulato per riscaldare i materiali della superficie. Se produce gli stessi risultati, il team avrà buone possibilità di dimostrare che è ciò che accade su Marte.
Tuttavia, Marte è un mondo complesso: ci sono ancora molte domande sul perché i ragni si formino esclusivamente nell’emisfero meridionale in primavera. Poiché il ghiaccio di anidride carbonica sotterranea non è limitato a quella regione del pianeta, perché non si formano ragni in altre aree? Una possibilità è che questi non siano caratteri recenti. Potrebbero essere resti di un periodo più attivo del passato del pianeta. Forse il clima era molto diverso quando si sono formati. Oppure è successo qualcosa di catastrofico che ha reso possibile la formazione e la crescita di ragni nell’emisfero meridionale.
Lo studio presso JPL rappresenta un buon passo avanti nella comprensione del terreno marziano. Conferma diversi processi di formazione descritti dal modello di Kieffer. Ovvio, sarebbe davvero interessante visitare quei ragni un giorno. Tuttavia, per ora, il lavoro di laboratorio è quanto di più vicino si possa arrivare a spiegarli. Rover e lander futuri potrebbero essere utilizzati per studiare da vicino quelle formazioni. Al momento, comunque, non ci sono piani nei prossimi anni e nessun altro veicolo spaziale è atterrato nella regione ricca di ragni dell’emisfero meridionale. Ora, gli scienziati continueranno a testare in laboratorio per capire le condizioni che generano queste caratteristiche dall’aspetto strano.
Per ulteriori informazioni
Scienziati NASA ricreano i “ragni” di Marte in laboratorio per la prima volta
Un’Indagine in scala di laboratorio del modello Kieffer di Marte
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