Con colate di lava controcorrente

Le colate laviche preistoriche hanno formato gli enormi canyon e i sistemi di burroni di Marte. L'acqua, d'altra parte, era troppo rara sul pianeta rosso per scolpire queste gigantesche valli nel paesaggio. Questo è il risultato di uno studio pluriennale condotto dallo Studiare all'ETH Giovanni Leone.

Vista ingrandita: Il gigantesco sistema di canyon Labyrinthus Noctis e Valles Marineris si è formato esclusivamente grazie alla forza erosiva di colate laviche un tempo immense. (Immagine: google.com/mars)
Il gigantesco sistema di canyon di Labyrinthus Noctis e Valles Marineris si è formato unicamente grazie alla forza erosiva di colate laviche un tempo immense. (Immagine: google.com/mars)

Un astronomo italiano li descrisse per la prima volta come "Canali" nel XIX secolo: Nella regione equatoriale di Marte è chiaramente riconoscibile un impressionante sistema a rete di profondi canyon, noto come Labyrinthus Noctis. Questo conduce a un altro gigantesco canyon, le Valles Marineris. Questo misura 4000 chilometri, è largo 200 chilometri e profondo sette chilometri. Entrambi insieme attraverserebbero gli Stati Uniti dalla costa occidentale a quella orientale.

Poiché questi canyon assomigliano a quelli terrestri creati dall'acqua quando vengono osservati dall'orbita, la maggior parte dei ricercatori ha ipotizzato che un tempo su Marte dovevano esserci enormi corsi d'acqua che hanno scavato il Labyrinthus Noctis e le Valles Marineris nella superficie. Sono stati ipotizzati anche processi tettonici che potrebbero aver portato alla più grande rift valley di qualsiasi altro pianeta del nostro sistema solare.

Le colate laviche sono responsabili dei canyon

Non è così, dice Giovanni Leone, specialista del vulcanismo sui pianeti che lavora nel gruppo di ricerca del professor Paul Tackley all'ETH presso l'Istituto di geofisica. Solo le colate laviche avrebbero avuto la potenza e la massa necessarie per scavare questi enormi canyon nella superficie di Marte. Lo studio è stato appena pubblicato sul Journal of Volcanology and Geothermal Research.

Negli ultimi anni, Leone ha studiato intensamente le strutture di questi canyon e i loro deflussi nelle Ares Valles e nella Chryse planitia, un'enorme pianura nell'emisfero settentrionale di Marte. Ha esaminato migliaia di immagini di superficie ad alta risoluzione scattate da diverse sonde marziane e disponibili su diversi database di immagini dell'US Geological Survey, tra cui le più recenti del Mars Reconnaissance Orbiter.

Nessuna erosione riconoscibile da parte dell'acqua

La sua conclusione è chiara: "Tutto ciò che ho riconosciuto sono strutture di lava, come le conosciamo dalla terra", sottolinea, "non ho potuto vedere i segni tipici dell'erosione causata dall'acqua in nessuna delle immagini". Leone non esclude completamente l'acqua come forza formatrice finale. Tuttavia, solo molto raramente ne ha trovato tracce, come depositi di sale nei luoghi in cui l'acqua è evaporata dal terreno o tracce di erosione sui ventagli di detriti delle frane. "Il vulcanologo non è nemmeno in grado di spiegare da dove provengano le gigantesche masse d'acqua che hanno formato questi canyon.

Individuazione dell'area di origine delle colate laviche

Vista ingrandita: tubo di lava su Marte
I tunnel di lava si estendono nel sottosuolo dalla regione vulcanica di Tharsis al Labyrinthus Noctis. (Immagine: NASA/JPL/Università dell'Arizona)

Il modello esplicativo di Leone mostra anche una genesi diversa dalla sorgente all'imboccatura del sistema di canyon. Leone ha localizzato l'area di origine delle colate laviche nella regione vulcanica di Tharsis. Da lì, i tunnel di lava si estendono fino all'inizio del Labyrinthus Noctis. Quando la pressione di un'eruzione si è attenuata, i soffitti dei tunnel sono parzialmente crollati. Questo ha portato alla formazione di catene di buchi quasi circolari, le "catene di pozzi".

Quando la lava tornò a scorrere nelle gallerie, strappò completamente i soffitti: si crearono profonde fosse a forma di V. Attraverso la fusione del materiale di base e dei bordi, ma anche per erosione puramente meccanica, le masse laviche hanno scavato un letto sempre più profondo e largo, formando canyon i cui bordi instabili sono scivolati via. La lava successiva ha portato via o coperto i detriti delle frane. "Più lava scorreva, più il canyon diventava ampio", spiega Leone.

Il ricercatore planetario ha corroborato il suo modello esplicativo con misurazioni dell'altitudine e della superficie effettuate da varie sonde marziane. Le valli del Labyrinthus Noctis mostrano la tipica forma a V delle giovani valli laviche i cui tetti dei tunnel sono completamente crollati. Tuttavia, i bordi superiori di queste valli sono alla stessa altezza. Se fossero presenti influenze tettoniche, i bordi superiori non sarebbero allo stesso livello, dice. "Il fatto che siano state necessarie decine di milioni di chilometri cubi di acqua per creare trincee e canyon così profondi è contro l'acqua come forza modellatrice. Quasi tutta l'acqua dell'atmosfera nella storia di Marte avrebbe dovuto essere concentrata nel Labyrinthus Noctis.

Inoltre, l'atmosfera su Marte è troppo sottile e le temperature sono troppo fredde. L'acqua che raggiungerebbe la superficie non rimarrebbe liquida, sottolinea: "Come potrebbe formarsi un fiume di dimensioni e forza sufficienti in queste condizioni?".

Vita meno probabile

Lo studio di Leone potrebbe avere conseguenze di vasta portata. "Se ipotizziamo che la lava abbia formato il Labyrinthus Noctis e le Valles Marineris, allora probabilmente su Marte c'è sempre stata molta meno acqua di quanto ipotizzato dalla comunità dei ricercatori", afferma Leone. In passato, su Marte cadeva pochissima pioggia. Questo non sarebbe mai stato sufficiente per scavare canyon così profondi e grandi. L'oceano poco profondo a nord dell'equatore marziano era probabilmente molto più piccolo di quanto ci si aspettasse - o si sperasse. Sarebbe esistito solo intorno al Polo Nord. La probabilità che ci fosse o ci sia vita su Marte sarebbe quindi molto più bassa.

Leone immagina i tunnel di lava ancora esistenti come un habitat per gli organismi viventi. Questi offrirebbero protezione dalle forti radiazioni UV presenti su Marte. Propone quindi di effettuare una missione su Marte con l'obiettivo di esplorare i tubi di lava. Ritiene che sarebbe possibile inserire un rover attraverso un foro nel tetto di un tunnel e cercarvi tracce di vita. "I luoghi adatti potrebbero essere identificati sulla base dei miei dati", dice Leone.

Nuotare contro corrente

Con il suo studio, l'italiano nuota controcorrente, forse ribaltando un dogma. La maggior parte del lavoro degli ultimi 20 anni si è concentrata sulla questione dell'acqua su Marte e su come possa aver eroso questi canyon. Già nel 1977, un ricercatore aveva espresso l'idea che le Valles Marineris potessero essere state formate dalla lava. Tuttavia, questa idea non ha prevalso. Leone spiega questo fatto con una visione a tunnel del pianeta rosso e con il mainstream prevalente nella ricerca su Marte. Per decenni, dice, si è detto sempre la stessa cosa e si sono condotte ricerche mirate senza arrivare a una svolta. Forse si sbaglia, ma la scienza può progredire solo se si considerano anche altri modi di pensare. "Mi aspetto un dibattito acceso", dice Leone. "Ma la mia prova è forte".

Riferimento alla letteratura

Leone G. Una rete di tubi di lava come origine del Labyrinthus Noctis e delle Valles Marineris su Marte. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 2014. 277: 1-8. Pubblicazione online dal 1° maggio 2014. DOI: pagina esterna10.1016/j.jvolgeores.2014.01.011

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