Abitabilità di Marte è limitata dalle dimensioni?

I ricercatori hanno misurato le composizioni isotopiche del potassio dei meteoriti marziani concludendo che i pianeti rocciosi con una massa maggiore conservano più elementi volatili durante la formazione planetaria e che Marte potrebbe essere semplicemente troppo piccolo per trattenere grandi quantità di acqua

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Abitabilità di Marte

Abitabilità di Marte: gli scienziati hanno trovato ampie prove di acqua nella storia di Marte. Tuttavia, oggi, il pianeta Rosso non presenta tracce di acqua allo stato liquido sulla sua superficie. Ciò suggerisce un aspetto nello studio del pianeta davvero importante.

Infatti, Marte potrebbe essere semplicemente troppo piccolo per trattenere grandi quantità di acqua. Com’è risaputo, l’acqua è essenziale per la vita sulla Terra e dunque lo è anche per gli altri pianeti. Ciononostante, in base al telerilevamento e alle analisi dei meteoriti marziani, che risalgono agli anni ’80, lo studio sostiene che un tempo Marte era ricco d’acqua, rispetto alla Terra.

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La sonda orbitale Viking della NASA – e, più recentemente, i rover Curiosity e Perseverance sul terreno – hanno restituito immagini drammatiche di paesaggi marziani segnati da valli fluviali e canali alluvionali.

A sviluppare questa tesi è la Washington University di St. Louis, secondo la quale, nonostante le prove, non rimane, appunto, acqua allo stato liquido sulla superficie. I ricercatori hanno proposto molte possibili spiegazioni, tra cui un indebolimento del campo magnetico di Marte che potrebbe aver portato alla perdita di una spessa atmosfera.

Però uno studio pubblicato la settimana del 20 settembre nei Proceedings of the National Academy of Sciences suggerisce una ragione più valida per cui il Marte di oggi appare così drasticamente diverso dal “marmo blu” della Terra.

A spiegarlo è Kun Wang, assistente professore di scienze terrestri e planetarie in Arts & Sciences alla Washington University, autore senior dello studio.

C’è probabilmente una soglia sui requisiti di dimensione dei pianeti rocciosi per trattenere abbastanza acqua per consentire l’Abitabilità di Marte e la tettonica a placche, con una massa superiore a quella del pianeta rosso”.

Abitabilità di Marte: dal potassio ai composti volatili

Wang e colleghi, hanno utilizzato gli isotopi stabili dell’elemento potassio (K) per stimare la presenza, la distribuzione e l’abbondanza di composti volatili su diversi corpi planetari.

Il potassio è un elemento moderatamente instabile; però gli scienziati hanno deciso di usarlo come una sorta di indicatore per elementi e composti volatili, come l’acqua. Questo è un metodo relativamente nuovo che si discosta dai precedenti tentativi di usare i rapporti potassio-torio (Th) raccolti dal telerilevamento e dall’analisi chimica per determinare la quantità di elementi che Marte aveva un tempo.

Nella ricerca precedente, sull’abitabilità di Marte, i membri del gruppo di studio hanno usato un metodo con traccianti di potassio per studiare la formazione della luna.

Wang e il suo team hanno misurato la composizione isotopica del potassio di 20 meteoriti marziani precedentemente confermati; selezionati per essere rappresentativi della composizione dei silicati del pianeta rosso.

Usando questo approccio, i ricercatori hanno determinato che Marte ha perso più potassio e altri composti volatili rispetto alla Terra durante la sua formazione; ma ha mantenuto più composti volatili rispetto alla luna e all’asteroide 4-Vesta, due corpi molto più piccoli e più secchi della Terra e di Marte.

I ricercatori hanno trovato una correlazione ben definita tra le dimensioni del corpo e la composizione isotopica del potassio.

La scoperta

Katharina Lodders, professoressa di ricerca di scienze terrestri e planetarie alla Washington University, una coautrice dello studio sostiene:

La ragione per abbondanze molto più basse di elementi volatili e dei loro composti nei pianeti differenziati rispetto ai meteoriti primitivi indifferenziati è stata una questione di lunga data. La scoperta della correlazione delle composizioni isotopiche K con la gravità del pianeta è una nuova scoperta con importanti implicazioni quantitative per quando e come i pianeti differenziati hanno ricevuto e perso i loro volatili“.

I meteoriti marziani sono gli unici campioni a nostra disposizione per studiare la composizione chimica della massa di Marte”, spiega Wang. “Questi meteoriti marziani hanno età che variano da diverse centinaia di milioni a 4 miliardi di anni e registrano la storia dell’evoluzione volatile di Marte. Attraverso la misurazione degli isotopi di elementi moderatamente volatili, come il potassio, possiamo dedurre il grado di esaurimento volatile dei pianeti bulk e fare confronti tra diversi corpi del sistema solare”.

È indiscutibile che una volta c’era acqua liquida sulla superficie di Marte, ma quanta acqua in totale Marte avesse una volta è difficile da quantificare solo attraverso il telerilevamento e gli studi dei rover”; ha aggiunto Wang. “Ci sono molti modelli là fuori per il contenuto di acqua di massa di Marte. In alcuni di essi, il primo Marte era addirittura più umido della Terra. Noi non crediamo che sia stato così“.

I risultati hanno implicazioni per la ricerca della vita su altri pianeti oltre a Marte

Essere troppo vicini al sole (o, per gli esopianeti, essere troppo vicini alla loro stella) può influenzare la quantità di sostanze che un corpo planetario può trattenere. Questa misura della distanza dalla stella è spesso presa in considerazione negli indici delle “zone abitabili” intorno alle stelle.

“Questo studio evidenzia che c’è una gamma di dimensioni molto limitata per i pianeti per avere acqua appena sufficiente ma non troppo per sviluppare un ambiente di superficie abitabile”.

Lo afferma Klaus Mezger del Centro per lo spazio e l’abitabilità presso l’Università di Berna, Svizzera, un coautore dello studio. “Questi risultati guideranno gli astronomi nella loro ricerca di esopianeti abitabili in altri sistemi solari”.

Wang ora pensa che, per i pianeti che si trovano all’interno di zone abitabili, le dimensioni del pianeta probabilmente dovrebbero essere più enfatizzate. E di conseguenza considerate di routine quando si pensa se un esopianeta potrebbe sostenere la vita.

Abitabilità di Marte – Wang, nella sua dichiarazione conclude:

“La dimensione di un esopianeta è uno dei parametri più facili da determinare. Sulla base delle dimensioni e della massa, ora sappiamo se un esopianeta è un candidato per la vita; perché un fattore determinante di primo ordine per la ritenzione volatile è la dimensione”.