Il mistero dell'acqua di Marte si approfondisce con le ultime scoperte sulle acque sotterranee

La ricerca indica che è antico Marte Aveva una ricarica minima delle acque sotterranee e differiva significativamente dalle dinamiche dell’acqua sulla Terra, influenzando la nostra comprensione del suo clima e aiutando le future missioni su Marte.

Marte una volta era un mondo umido. La documentazione geologica del Pianeta Rosso mostra prove di acqua che scorre sulla superficie, dai delta dei fiumi alle valli scavate da massicce inondazioni.

Ma un nuovo studio mostra che, indipendentemente da quanta pioggia cadesse sull’antico Marte, poca di essa filtrava nella falda acquifera degli altopiani meridionali del pianeta.

Uno studente laureato dell’Università del Texas ad Austin ha fatto la scoperta modellando le dinamiche di ricarica delle acque sotterranee di una falda acquifera utilizzando una serie di metodi, dai modelli computerizzati ai semplici calcoli.

Marte in colori reali, catturato dalla missione Mars degli Emirati nell'agosto 2021. Fotografia: Kevin M. Gill

Ricarica delle acque sotterranee su Marte

Indipendentemente dalla complessità, i risultati convergono sulla stessa risposta: una magra ricarica di 0,03 mm di acque sotterranee all’anno in media. Ciò significa che, ovunque cadesse la pioggia nel modello, solo una media di 0,03 millimetri all’anno sarebbero entrati nella falda acquifera e avrebbero continuato a produrre le rimanenti morfologie del pianeta oggi.

Per fare un confronto, il tasso annuale di ricarica delle acque sotterranee per le falde acquifere Trinity ed Edwards Trinity che forniscono acqua a San Antonio varia generalmente da 2,5 a 50 millimetri all’anno, ovvero da circa 80 a 1.600 volte il tasso di ricarica della falda acquifera marziana calcolato dai ricercatori.

Ci sono una serie di possibili ragioni per tassi così bassi di flusso delle acque sotterranee, ha detto l’autore principale Eric Hiatt, uno studente di dottorato presso la Jackson School of Geosciences. Quando pioveva, l’acqua potrebbe essersi riversata principalmente sul paesaggio marziano come deflusso. O forse non ha piovuto affatto.

Implicazioni per il clima e l'esplorazione di Marte

Questi risultati potrebbero aiutare gli scienziati a limitare le condizioni climatiche in grado di produrre pioggia sul primo Marte. Indicano anche un sistema idrico sul Pianeta Rosso completamente diverso da quello esistente oggi sulla Terra.

“Il fatto che le acque sotterranee non siano un grosso problema potrebbe significare che lo sono anche altre cose”, ha detto Hiatt. “Ciò potrebbe esagerare l'importanza del deflusso, o potrebbe significare che non ha piovuto così tanto su Marte. Ma è fondamentalmente diverso dal modo in cui lo pensiamo.” [water] Per terra.”

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Icaro. Coautori di questo articolo sono Muhammad Afzal Shadab, uno studente di dottorato presso la Jackson School, e i membri della facoltà Sean Gulick, Timothy Goode e Mark Hess.

L'autore principale Eric Hiatt, uno studente di dottorato presso la UT Austin Jackson School of Geosciences, con un globo di Marte. Crediti: Università del Texas ad Austin/Jackson School of Geosciences

I modelli utilizzati nello studio simulano il flusso delle acque sotterranee in un ambiente “stazionario” in cui l’afflusso di acqua nella falda acquifera e il deflusso sono bilanciati. Gli scienziati hanno poi variato i fattori che influenzano il flusso – ad esempio, dove è caduta la pioggia o la porosità media delle rocce – e hanno osservato quali altre variabili avrebbero dovuto cambiare per mantenere lo stato stazionario e quanto fossero plausibili quelle cariche.

Mentre altri ricercatori hanno simulato il flusso delle acque sotterranee su Marte utilizzando tecniche simili, questo modello è il primo a incorporare l’influenza degli oceani che esistevano su Marte più di tre miliardi di anni fa nei bacini di Hellas, Argyri e Borealis.

Lo studio include anche dati topografici recenti raccolti via satellite. Hiatt ha affermato che i paesaggi moderni conservano ancora una delle caratteristiche topografiche più antiche e influenti del pianeta: l’estrema differenza di elevazione tra l’emisfero settentrionale – le pianure – e l’emisfero meridionale – gli altopiani – noto come Great Divide. Questa divisione conserva i segni del fatto che l'acqua di fondo risale in superficie in passato, mentre le acque sotterranee salivano dalla falda acquifera alla superficie. I ricercatori hanno utilizzato marcatori geologici di eventi passati di risalita per valutare i risultati di vari modelli.

Attraverso vari modelli, i ricercatori hanno scoperto un tasso medio di ricarica delle acque sotterranee di 0,03 millimetri all’anno, che corrisponde strettamente a quanto noto dalla documentazione geologica.

La ricerca non si limita solo a comprendere il passato del Pianeta Rosso. Ciò ha implicazioni anche per la futura esplorazione di Marte. Comprendere il flusso delle acque sotterranee può aiutare a determinare dove trovare l’acqua oggi, ha affermato Hiatt. Che tu stia cercando segni di vita antica, cercando di sostenere gli esploratori umani o producendo carburante per missili per tornare sulla Terra, è essenziale sapere dove è più probabile che si trovi l'acqua.

Riferimento: “Ricarica limitata della falda acquifera delle Highlands meridionali su Marte” di Eric Hiatt, Muhammad Afzal Shadab, Sean P. S. Gulick, Timothy A. Jude e Mark A. Assia, 9 settembre 2023, Icaro.
doi: 10.1016/j.icarus.2023.115774

La ricerca è stata finanziata da NASAe l'Istituto di geofisica dell'Università del Texas e il Centro per l'abitazione planetaria dell'UT.