Nel 2018, il Mars Express dell’Agenzia Spaziale Europea ha utilizzato il suo strumento MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) per identificare ciò che sembrava essere un lago di acqua liquida largo 20 chilometri, sepolto sotto 1,5 chilometri di ghiaccio in una regione chiamata Planum Australe, nella pianura polare meridionale di Marte. Successivamente, sono emerse prove simili per potenziali dozzine di laghi, ma alcuni si trovano così vicino alla superficie che sembrava impossibile che l’acqua potesse essere liquida lì.
Questo perché la superficie di Marte è troppo fredda e la pressione atmosferica troppo bassa per consentire all’acqua liquida di persistere troppo vicino alla superficie. Tuttavia, alla base della calotta polare sud, le condizioni di temperatura e pressione, con l’aiuto di un po’ di antigelo naturale, potrebbero permettere l’esistenza di laghi salmastri.
Questo “antigelo” potrebbe assumere la forma di perclorato di calcio e magnesio, un composto chimico trovato sulla superficie di Marte dalla missione Phoenix della NASA nel 2008. Il perclorato di magnesio e calcio, quando disciolto in acqua, abbassa il punto di congelamento a un minimo di meno 68 gradi e meno 75 gradi Celsius, rispettivamente, molto vicino alla temperatura prevista di meno 68 gradi C alla base della calotta di ghiaccio. Pertanto, non è difficile immaginare condizioni locali di temperatura, pressione e concentrazione di perclorato che permettono la formazione di grandi pozze di acqua liquida su Marte.
Ulteriori prove a favore di tali laghi sono emerse misurando le ondulazioni del ghiaccio superficiale; l’acqua liquida riduce l’attrito tra una lastra di ghiaccio e la roccia sottostante, permettendo al ghiaccio di fluire più velocemente sulla roccia. Questo aumento della velocità di flusso risulta in avvallamenti e picchi nel ghiaccio superficiale, esattamente ciò che si osserva in Planum Australe.
Nonostante tutte queste prove, molti nella comunità scientifica planetaria sono rimasti scettici; la presenza di acqua liquida su Marte sarebbe una scoperta straordinaria e richiederebbe prove straordinarie. Ora, un team di scienziati della Cornell University ha alimentato questo scetticismo con nuove scoperte che forniscono una spiegazione alternativa per gli echi radar.
“Non posso dire che sia impossibile che ci sia acqua liquida su Marte, ma stiamo dimostrando che ci sono modi molto più semplici per ottenere le stesse osservazioni senza dover andare così lontano con le supposizioni, usando meccanismi e materiali che già sappiamo esistere lì,” ha detto Daniel Lalich della Cornell, autore principale della nuova ricerca. Lo studio suggerisce che strati di ghiaccio compattati potrebbero restituire un forte segnale radar simile a quello di uno strato di liquido.
Un grande corpo d’acqua è in grado di riflettere il radar verso la sua fonte a causa di quanto è piatto un lago, e sulla Terra riflessioni radar brillanti del tipo rilevato da MARSIS significherebbero quasi certamente acqua liquida, simile a sacche d’acqua sotto l’Antartide come il Lago Vostok. Tuttavia, gli scienziati planetari devono essere cauti nel presumere che ciò che è vero per la Terra sia vero per altri pianeti, dove le condizioni non sono le stesse.
Il gruppo di Lalich ha condotto migliaia di simulazioni per testare se strati multipli di ghiaccio compattati potessero imitare il segnale radar di un lago. Ogni simulazione variava sia lo spessore degli strati di ghiaccio sia la loro composizione (cioè, quanto fossero sporchi). Hanno scoperto che, in molte istanze, strati di ghiaccio depositati molto tempo fa e schiacciati sotto il peso della calotta glaciale possono produrre riflessioni radar brillanti come quelle rilevate da MARSIS.
Il trucco è l'”interferenza costruttiva” delle onde radar. La risoluzione spaziale di MARSIS è limitata, e se gli strati di ghiaccio sono troppo sottili, lo strumento radar non può distinguerli. Ogni strato rifletterebbe una parte del fascio radar e, poiché gli strati sono schiacciati così strettamente insieme, gli echi radar si sovrappongono e si combinano, amplificando la loro forza e facendoli sembrare più luminosi.
“Questa è la prima volta che abbiamo un’ipotesi che spiega l’intera popolazione di osservazioni sotto la calotta di ghiaccio senza dover introdurre nulla di unico o strano,” ha detto Lalich. “Questo risultato, in cui otteniamo riflessioni brillanti sparse ovunque, è esattamente ciò che ci si aspetterebbe dall’interferenza a strati sottili nel radar.”
Per ora, la questione se ci sia un lago salmastro sotto la calotta polare sud rimane senza risposta, ma Lalich sostiene che le simulazioni almeno forniscono una spiegazione molto più semplice e, a suo parere, più probabile rispetto a un lago.
“L’idea che ci possa essere acqua liquida anche solo vicino alla superficie sarebbe stata davvero eccitante,” ha detto Lalich. “Non credo proprio che ci sia.”
Lo studio è apparso il 7 giugno nella rivista Science Advances.