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22/04/14

Come studiare Marte? Con le meteoriti (ma non ditelo a Curiosity!) *

Questo articolo è stato inserito nella pagina d'archivio dedicata alle missioni su Marte

 

No, non mi picchiate. Vi assicuro che stimo moltissimo il pianeta Marte. Anzi, essendo il più vicino ai “miei” asteroidi e avendo subito anch’esso una parziale interruzione della sua formazione a causa del “solito” Giove, mi è particolarmente caro… Talmente caro che mi dispiace che si perda tempo a giocherellare con la sua superficie, quando proprio lui ci ha già inviato i suoi messaggi più interessanti. Come le bottiglie lasciate dai naufraghi in balia dell’oceano, così Marte ha cercato di avvisarci da moltissimo tempo sul suo passato. Bastava solo estrarre il foglio da dentro la bottiglia e … leggerlo. Qualcuno cerca di farlo, ma quasi in silenzio e con un po’ di paura.

Lo studio di 40 meteoriti marziane ha svelato molti segreti della vita (geologica!) del pianeta rosso.. In particolare, ha dimostrato che le atmosfere della Terra e di Marte hanno cominciato a divergere drasticamente a partire da almeno quattro miliardi di anni fa, ossia fin dall’inizio della loro vita.

Di 60 000 meteoriti, cadute e trovate sulla Terra, solo 69 sono di provenienza marziana. Poche? Sicuramente sì, ma di età molto diverse, tanto da descrivere piuttosto bene i cambiamenti subiti dal l’atmosfera del piccolo pianeta arrugginito. Esse sono pezzi di roccia ignea che, formatasi su Marte, sono stati poi scagliati nello spazio quando un asteroide o una cometa hanno colpito “duramente” il pianeta. La più vecchia risale a 4.1 miliardi di anni fa, le più giovani hanno un’età comprese tra 200 e 500 milioni di anni. Un bell’intervallo di tempo, non c’è che dire.

Studiando la composizione chimica di queste rocce, si può risalire al tipo di atmosfera che possedeva Marte all’epoca della loro formazione. E, quindi, se le condizioni erano tali da rendere possibile una qualche forma vivente. Le basi della vita esistevano sia su Marte che sulla Terra, ma non bastava di certo. Purtroppo, fin dall’inizio il clima su Marte è stato arido, freddo e senza alcuno scudo protettivo per i raggi cosmici e le radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole. D’altra parte, però, sappiamo che molti segni geologici indicano la presenza di acqua, ossia di clima relativamente mite. Un bel problema, non c’è che dire.

Uno degli elementi fondamentali per studiare l’evoluzione marziana è senza dubbio lo zolfo, molto abbondante su Marte. Oltretutto, esso rappresenta un cibo appetitoso per molti microbi. Le ricerche si sono quindi indirizzate proprio su questo elemento chimico e su quanto e come fosse contenuto nelle rocce di età diversa. Lo zolfo è, in parte, entrato direttamente nelle meteoriti (parti della crosta superficiale) durante le eruzioni vulcaniche che hanno coperto la superficie. I vulcani, però, eruttavano anidride solforosa che si disperdeva nell’atmosfera e ricadeva al suolo dopo aver reagito con altre molecole, aiutato dalla luce solare.

Lo zolfo ha quattro isotopi naturali stabili ed è un elemento versatile, capace di interagire con molti altri elementi. Ognuno di questi “mix” ha distribuzioni diverse dei vari isotopi. Segni chiari e inconfondibili: mischiarsi sì, ma seguendo certe regole. Misurando i rapporti tra gli isotopi nelle varie meteoriti si può capire se lo zolfo proviene da magma di grande profondità o da anidride solforosa atmosferica o -addirittura- se può essere un prodotto dell’attività biologica.

Attraverso tecniche modernissime e sofisticate, i ricercatori sono stati in grado di identificare lo zolfo prodottosi da processi fotochimici atmosferici. Esso, depositatosi sulla superficie, è stato poi inglobato nel magma che ha formato la roccia, distrutta e lanciata nello spazio dagli impatti. I risultati escludono completamente qualsiasi origine biologica. Inoltre, le reazioni chimiche avvenute nell’atmosfera marziana sono completamente diverse da quelle tipiche della storia geologica primitiva della Terra. In poche parole, le due atmosfere sono da subito state completamente diverse.

Subito dopo la formazione, la maggior parte dell’atmosfera marziana è stata dispersa, lasciando uno strato sottilissimo di anidride carbonica e altri gas. Questa è la ragione che fa il Marte di oggi un corpo troppo freddo per mantenere acqua liquida. Ed era anche la situazione che esisteva nei suoi primi anni di vita. Come ha fatto, allora a scorrere acqua?

Per spiegare il mistero, è molto probabile che la quantità di zolfo inserito in atmosfera fosse, di tanto in tanto, relativamente abbondante, durante periodi transienti di attività vulcanica. In tali condizioni  abbastanza particolari, il pianeta ha potuto conservare, per tempi relativamente brevi, il calore sufficiente a mantenere acqua liquida. Essa sarebbe apparsa solo durante queste fasi di intensa attività vulcanica, formando i laghi e i fiumi oggi asciutti.

Fin qui la parte più scientifica dell’articolo. Poi vi è il solito lieto finale all’americana… Si può anche ipotizzare che qualche periodo di “caldo umido” sia durato abbastanza a lungo da permettere la nascita di qualche microbo. Va bene, va bene, accettiamo pure questo finale… anche perché la maggior parte dei fondi per la ricerca nelle Università americane provengono dalla NASA. Non si può sputare nel piatto in cui si mangia…

meteorite marziana
Una visione microscopica di una delle meteoriti: Beh… sembra proprio un piccolo mostro…ma, allora, la vita c’è! Fonte: H. Franz, Università del Maryland

Prendiamo questa ricerca per quello che è, nel bene e nel male. Sicuramente poter studiare rocce di età diverse, attraverso la tecnologia dei laboratori terrestri, è ben di più di ciò che si può ottenere studiando la roccia superficiale (e quindi molto giovane) attraverso i robottini tuttofare. Il risultato più importante dello studio è quello di fondo. Ossia sembra accertato, da evidenze osservative dirette, che mai Marte abbia posseduto un’atmosfera adatta all’evoluzione biologica. Se acqua c’è stata è durata troppo poco.

Comunque, la porta della speranza è stata lasciata aperta e nuovi robottini alla ricerca degli omini verdi sono sicuramente necessari.

Boccaccia mia…. statti zitta!

Articolo originale QUI

22 commenti

  1. Michael

    Che poi... omini verdi in un Pianeta Rosso non sarebbe proprio granché come abbinamento.
    Non pensavo fossero arrivati meteoriti provenienti da Marte sono a qui. Come si fa ad essere certi della loro provenienza? Se ne sono trovati provenienti da Venere? Dalla Luna sono abbastanza sicuro di sì.  

  2. beppe

    @ Michael, provo a rispondere io assumendomene la responsabilità: da Venere e da Mercurio è praticamente impossibile che arrivino meteoriti. Immagina il Sistema solare come un grande catino dove ruotano i pianeti come biglie e nel mezzo c'è il Sole. Piccole schegge provocate da urti possono cadere verso l'interno, ma per migrare verso l'esterno queste schegge dovrebbero acquistare velocità (momento angolare) molto grandi cosa molto più difficile per un pianeta interno.
    Per quanto riguarda la provenienza è un'ipotesi accreditata dalla composizione chimica e isotopica confrontata con le rocce rinvenute sul suolo marziano dalle missioni marziane iniziate con il programma Viking.

  3. Michael

    Grazie Beppe, non ci avevo pensato. :)

  4. Michael

    Mi è venuto anche in mente che, data la sua atmosfera, ci vorrebbe un impatto piuttosto importante per sfuggire a Venere. Corretto?

  5. beppe

    In parte è vero Michael, ma l'influenza più grande è la velocità di fuga da raggiungere che è praticamente pari a quella della Terra. Inoltre ipotizzo che la massa impattante deve essere di svariati ordini di grandezza superiore alla massa eiettata. Anche la velocità del corpo impattante dovrebbe essere superiore alla velocità di fuga, a meno che non vi siano fenomeni di estrusione inversa che accelerano il materiale eiettato.
    P.S. per le poche decine di meteoriti rinvenute sulla Terra, ve ne saranno forse migliaia non rinvenute e milioni ancora vaganti nel sistema solare!!

  6. teto

    x Michael
    Non vorrei dire una  fesseria ma per capire se un meteoride viene da Marte o dalla Luna si studia la componente geologica e isotopica di questo, se è simile a Marte viene da Marte, se è simile alla Luna viene dalla Luna

  7. Valerio Ricciardi

    E' esatto, si fanno analisi per stabilire i rapporti isotopici, e solo dopo le  prime misurazioni in loco delle sonde Viking del 1976 si è iniziato seriamente a parlare di Marte come possibile, anzi assai probabile (100% di certezza necessariamente no) luogo di origine di shergottiti, nakhliti e cassigniti. La loro "stranezza" negli equilibri isotopici era già ben nota, ma ovviamente solo DOPO aver iniziato a misurare rapporti isotopici e struttura mineralogica delle rocce "in situ" si son potute fare ipotesi, che ormai si può dire abbastanza accreditate. Il problema è che si rinviene una percentuale risibile dei meteoriti che arrivano a terra, la maggior parte per giunta cadendo insalutata ospite in mare, e che solo una piccolissima quantità di quelli che si rinvengono si rivelano di origine presumibilmente marziana. Non so quanti siano attualmente, ma penso non molto oltre il centinaio.  

  8. caro Michael,
    da Venere è un grande problema dato che, come dice Beppe, la velocità di fuga è uguale alla nostra. Marte è decisamente più piccolo. Riguardo alla provenienza si guarda proprio la composizione confrontandola con quella del suolo marziano. Nell'articolo c'è scritto che le meteoriti marziane rinvenute sono 69 e quindi rispondo anche a Valerio...

  9. Pier Francesco

    Io mi chiedo anche come possa un meteorite attraversare indenne l'atmosfera e impattare sulla superficie di Venere: deve essere per forza bello grosso o avere un'energia cinetica mostruosa! Ancora oggi, mi sembra impossibile l'impresa delle sonde Venera che sono atterrate (pardon, "avvenerate" :-P ) senza corrodersi. 8-O Complimenti ai Russi, davvero! Tecnologia semplice e senza fronzoli, ma efficace.
    Sulla vita marziana, si potrebbe discutere all'infinito. Se i meccanismi che portano alla nascita della vita biologica sono gli stessi terrestri, ovunque nell'Universo, la discussione si chiude subito. Sono sicuro, però, che tra gli scienziati ci saranno quelli che sostengono che così non è e che i microbi e le alghe marziane si sono sviluppati in maniera accelerata rispetto alla Terra: ormai, anche gli scienziati fanno i politici e negano le evidenze pur di non ammettere di aver sbagliato.
    Sugli omini verdi, adesso mi avete fatto venire il dubbio del perché sono sempre stati immaginati verdi: avevano la clorofilla? O forse perché dovevano ricordare i rettili terrestri (le lucertole, intendo), animali quindi spaventosi per il nostro inconscio di mammiferi, ex-prede dei dinosauri?  
    A me Marte, comunque, continua a piacere perché assomiglia tanto a certi paesaggi terrestri (es. l'Islanda). E' troppo simile a noi: ha le stagioni, ha le tempeste di sabbia, ha i canyon, ha il giorno che dura 24 ore, ha i poli innevati (??), c'è pure la ruggine!! :mrgreen: Sarà dura per colui che dovrà annunciare al mondo intero che la missione umana è impossibile.

  10. Pier Francesco

    A parte le facezie di cui nel commento precedente, perché non si trova traccia di zolfo e dei suoi gas nell'atmosfera marziana? Anche se i vulcani hanno smesso di eruttare anidride solforosa, non dovrebbe esserne comunque rimasta un po'?

  11. Mario Fiori

    Diciamo caro Enzo che, "dio" denaro permettendo, non sarebbe niente continuare ad esplorare Marte con i robottini , magari sempre più sofisticati, precisi e durevoli, così per Scienza, per pura ricerca e curiosità: Il  problema è il sensazionalismo, la "ricerca" della notizia a tutti i costi e lo sfruttamento mediatico in genere che impedisce di cercare dove eventualmente ci potrebbe essere qualcosa di speciale veramente: vedi Europa ad esempio. E' il continuare a dire, come qualche giorno fa' in TV, che ormai è questione di ore o forse minuti per l'annuncio della vita su Marte che da' fastidio. 

  12. Condivido tutti i commenti, ovviamente.  Rispondo anche a Pier: l'anidride solforosa c'era sicuramente quando i vulcani eruttavano, ma sempre in quantità relativamente modesta. Oggi è ricaduta al suolo e ve ne saranno solo tracce ...

  13. gioyhofer

    Ma in mezzo a questi meteoriti non si potrebbero trovare delle rocce ch enon hanno nulla a che fare con Marte, se per esempio potessero provenire dal pianeta che si presume abbia impattato con la Terra per poi creare la Luna? Oppure la Terra primordiale e Theia si sono fusi assieme completamente, senza lasciare alcuna piccolissima traccia di quest'ultimo?
     

  14. Si trova di tutto, cara Giorgia (sempre che la Terra non le abbia digerite attraverso la sua geologia viva e vegeta). Come si legge, di 60 000 meteoriti solo 69 sono state riconosciute come marziane... :wink:

  15. Matteo

    Ciao Enzo, leggendo questo articolo mi viene in mente che se ne hai voglia potresti fare un altro articolo (se non l'hai già fatto e mi è sfuggito) per spiegarci come funziona esattamente la datazione dei meteoriti. Grazie. Saluti.

  16. Valerio Ricciardi

    Ciao Gioyhofer, l'idea di poter ritrovare meteoriti derivanti dall'impatto col protopianeta che avrebbe contribuito alla formazione della Luna mi vede molto, molto scettico: considera che Harrison Schmitt, il primo e sinora unico scienziato che sia arrivato sulla Luna, nell'ultima missione di Apollo 17, con la sua maggiore competenza di geologo rilevatore riuscì a raccogliere campioni, di natura vulcanica, vecchi addirittura di 3,7 miliardi di anni; e che per contro, l'attività geologica terrestre ed il meccanismo della tettonica a placche ha fatto sì che le rocce più antiche che ci son note sian risalenti al tardo Archeano, e che salvo rari brandelli rinvenuti in giacimenti di zirconi in Australia (zona di Black Hills), di 4,37 miliardi di anni,  e in una zona dello stato del Quebec, nella baia di Hudson (baia che peraltro sospetto fortemente abbia avuto un'antichissima origine da impatto) in cui si sono ipotizzate datazioni fra i 3,8 e i 4,28 miliardi di anni fa, il resto rarissimamente è più vecchio di 750 milioni di anni circa.
    Perché tutto, dai e dai, entra ed esce dal ciclo erosione/trasporto sulla crosta terrestre emersa da parte di vento, fiumi e torenti/sedimentazione in mare o bacini costieri/trasporto da una placca oceanica verso una fossa di subduzione/processo di subduzione, surriscaldamento principalmente per attrito, lento riamalgamarsi con le rocce semifuse del mantello esterno.
    Ma anche le poche eccezioni, ossia ciò che di più antico (e terrestre) abbiamo in mano, risalirebbe ad oltre 100 milioni di anni dopo l'ipotetico - e sempre più plausibile - impatto col protopianeta cui ti riferisci tu. 
    La possibilità di vedere arrivare sino a noi frammenti eiettati nello spazio, e poi ricaduti a Terra derivanti da quell'evento, mi pare non assurdo a priori, ma che richieda statisticamente una dose veramente esagerata di fortuna.

  17. Gianfranco

    Le meteoriti "marziane" è proprio sicuro al 100% che provengono da Marte? 
    Non potrebbero provenire dai suoi due satelliti naturali o da qualche altro corpo della fascia asteroidale principale?
    Personalmente ritengo che in astronomia non si debbano dare mai per scontate troppe cose! 

  18. Valerio Ricciardi

    Che vengano da Marte è considerata affermazione seria mica da me...   :wink:
    La geochimica è una scienza straordinariamente accurata. Non credo comunque che in generale si tenda a dare il 100% di probabilità a nulla. E l'ipotesi comunque è nata DOPO che si sono potute avere analisi su campioni sicuramente marziani (presi in loco).

  19. Gianfranco

    Appunto...in astronomia esistono un'infinità di IPOTESI a fronte di pochissime CERTEZZE...e l'Universo ce lo insegna, sorprendendoci sempre!

    Ancora oggi non sappiamo con certezza cosa sia esattamente la gravità...sappiamo solo che esiste e la sua legge ma cosa spinge davvero un corpo a cadere verso il centro di un altro corpo è ancora un bel mistero... Oppure si pensi a tutto ciò che ancora non sappiamo dell'Universo e che - solo perchè non ci capiamo nulla - lo abbiamo chiamato OSCURA (materia ed energia)...

    Personalmente non sono credente, quindi non credo che esista un potere divino, ma di sicuro l'Universo è un bel mistero che fa grattare il capo a tutti...scienziati-curiosi passati, presenti e futuri. Insomma, la natura sa dispensare bene nel tempo i suoi misteri| Meglio così...

    Ma sulle certezze ci andrei cauto: lo stesso Big Bang è solo una teoria.
    Fosse viva ancora mia madre direbbe (quando le spiegavo l'astronomia): come fai a sapere questo se all'epoca non c'era nessuno che ha visto come sono andate veramente le cose? Una risposta che mi ha sempre spiazzato!

     

  20. caro Gianfranco,
    io non sarei così ... scettico! In parte hai sicuramente ragione, ma altre cose sono assodate da infinite esperienze. la gravità è una certezza, completamente spiegabile fin dai tempi di Newton. E' una delle quattro forze fondamentali che sono state testate in tutti i modi. Se mi chiedi PERCHE' esiste la gravità posso dirti che non lo so, ma se mi chiedi CHE COS'E' posso descrivertela benissimo... Il cosa spinge è una quantità ben nota che si chiama massa gravitazionale e che si sa misurare molto bene. Se, invece, mi chiedi ancora: "perché è uguale alla massa inerziale?", allora devo accettare il caso o dirti che se non fosse stato così non saremmo qui a descriverla.
    Inoltre, d'accordo sul Big Bang, ma ciò che è successo poco tempo dopo lo vediamo abbastanza bene OGGI e quindi assistiamo, in ritardo, a ciò che è veramente successo. E' come se mi facessi vedere un tuo filmato che hai girato qualche anno fa. Mi diresti che è proprio successo quanto sto vedendo e io ti crederei... :wink:
     

  21. Gianfranco

    Ecco appunto, questo volevo dire: nessuno sa spiegare perchè esiste la gravità, ovvero perchè un corpo debba necessariamente attirare a sè un altro corpo.
    A meno che non la si interpreta alla maniera di Einstein: cioè i corpi comprimono lo spazio e quelli minori ci finiscono dentro o comunque attorno. Ma anche questo è un pò artificioso poichè nessuno potrà spiegare il perchè della forza gravitazionale.
    A volte prendiamo SOLO ATTO e basta!
    Come dire? Il mistero continua e a noi tocca impazzire ed indagare, per generazioni a venire! 

  22. caro Gianfranco...
    la Scienza NON spiega i PERCHE' delle cose fondamentali, ma spiega il COME. Non troverai mai nessuna legge fisica che potrà dirti PERCHE' tu esisti. Troverai, invece, tante formule e spiegazioni che ti dicono come esisti, da dove provieni e come finirai. Ma il perché delle leggi fondamentali non è campo della scienza e nessuno può pretendere queste risposte. La scienza potrebbe risponderti e PERCHE' no?
    Se vuoi avere la risposta ai perché fondamentali non devi usare la scienza, ma la fede o cose del genere. Ovviamente, questo vale solo per le cose fondamentali e poste all'origine delle loro catene. Quasi tutto si può dimostrare usando le leggi della fisica, ma non le stesse leggi. Quelle esistono e basta. Se hai bisogno si sapere il perché, stai facendo religione.
    Se ti dicessi che la gravità dipende dall'interazione tra particelle elementari avrei solo spostato il problema del perché. Dopo questa scoperta potresti chiederti: perché esiste quella interazione tra particelle elementari? E  via dicendo... 

    La differenza tra fede e scienza sta solo nella domanda iniziale: COME o PERCHE' 

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