La mappatura delle antiche sponde del lago, diversi minerali e violento vulcanismo del cratere di Jezero
Due studi basati sulle osservazioni della Mars Express dell’ESA sul cratere Jezero, il futuro sito di atterraggio per il rover Mars Perseverance della NASA 2020, hanno fatto luce su come e quando si è formata questa affascinante area ed hanno identificato le regioni più adatte a rilevare antichi segni di vita.
Il rover Perseverance Mars 2020 della NASA cercherà i segni della vita passata su Marte e raccoglierà campioni per un futuro ritorno sulla Terra. La NASA e l’ESA stanno attualmente lavorando insieme sul progetto della missione per portare questi campioni sulla Terra entro il 2031.
Due studi basati su dati provenienti da un’altra missione spaziale, la Mars Express dell’ESA, in orbita attorno al Pianeta Rosso dal 2003, hanno identificato quali parti del sito di atterraggio del rover hanno più probabilità di conservare antichi segni di vita, clima, acqua e vulcanismo. Entrambi hanno studiato una parte della superficie di Marte conosciuta come Nili Fossae e, più specificatamente, un cratere all’interno di questa area chiamato Jezero.
Il cratere Jezero contiene un delta, una chiara prova del fatto che un tempo l’acqua scorreva lì sotto forma di un antico lago e contiene grandi quantità di minerali sia di olivina che di carbonato. I carbonati si formano in presenza di acqua e sono noti per intrappolare le “firme biologiche”, le firme della vita, mentre l’olivina è presente nelle rocce magmatiche e può essere utilizzata per esplorare e datare con precisione il passato vulcanico di Marte.
“Sappiamo da decenni che Nili Fossae è una parte piuttosto unica di Marte e che il cratere Jezero è stato scelto come luogo di atterraggio per il rover Perseverance, data questa sua unicità”, afferma Lucia Mandon del Laboratoire de Géologie de Lyon (Terre, Planètes, Environnement) in Francia ed autrice di uno studio sulla mineralogia, l’età e l’evoluzione della regione di Nili Fossae.
“Tuttavia, mentre questa parte di Marte è stata ben studiata, gli scienziati non erano ancora sicuri su come e quando si fosse formata, o su come fosse arrivata a contenere tutto questo materiale ricco di olivina e carbonato. In effetti, almeno sei diversi scenari sono stati proposti negli ultimi due decenni.”
Per risolvere questa incertezza, Lucia Mandon e colleghi hanno analizzato le osservazioni sulla regione di Nili Fossae raccolte dal Mars Express dell’ESA e dal Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) della NASA; un mix di immagini ad alta risoluzione, dati topografici, dati mineralogici e dati termici. Hanno così scoperto che il substrato roccioso ricco di olivina nella regione intorno al cratere Jezero si estende per almeno 18000 chilometri quadrati e si è formato circa 3,8 miliardi di anni fa.
Lucia Mandon aggiunge:
“Una delle teorie più popolari sulla sua formazione suggerisce che il materiale contenente l’olivina si sia formato come uno strato di roccia fusa, creato dall’impatto gigantesco che li vicino ha prodotto l’enorme bacino Isidis, ma la nostra cronologia rivela che il fondo roccioso ricco di olivina si formò decine di milioni di anni o più dopo questo impatto.
Tuttavia, riteniamo che questo impatto abbia reso la crosta fragile e più incline al vulcanismo. Dopo aver esaminato tutti gli scenari plausibili, abbiamo scoperto che la regione di Nili Fossae è stata molto probabilmente scolpita da massicce eruzioni di cenere e altro materiale espulso da vulcani giganti. il volume eruttato è colossale, oltre 1000 volte più grande di quello dell’evento vesuviano che distrusse Pompei nel 79 d.C.”
Ciò suggerisce che la visione comune del vulcanismo marziano, in cui l’attività vulcanica si verificava principalmente attraverso flussi di lava con solo pochi casi di attività esplosiva, potrebbe non essere del tutto accurata.
Lucia Mandon e colleghi hanno anche mappato i carbonati presenti in Nili Fossae, rilevando alcune delle più forti concentrazioni proprio vicino al sito di atterraggio del rover Perseverance. È noto che questi minerali si formano in acque abbastanza neutre, ambienti che sono favorevoli per la maggior parte delle forme di vita che conosciamo sulla Terra.
“I carbonati che si formano lungo le rive di un lago sulla Terra sono fantastici per preservare le tracce biologiche”, afferma Briony Horgan della Purdue University, USA, autore principale di un documento complementare sulla distribuzione e l’origine delle rocce contenenti carbonato nel cratere Jezero.
Sempre Briony Horgan aggiunge:
“I laghi alcalini che producono carbonati sulla Terra sono quasi sempre abitati da stromatoliti, grandi cupole minerali create da strati di stuoie microbiche, ben conosciute per aver preservato alcune delle più chiare ed antiche tracce biologiche lasciate miliardi di anni fa sul nostro pianeta. Mentre non sappiamo se troveremo stromatoliti su Marte, sappiamo che questo ambiente lacustre sarebbe un ottimo posto per cercare tracce biologiche e molecole organiche che si sono formate anticamente su Marte.”
Il cratere Jezero è l’unica località nota su Marte in cui siano stati chiaramente rilevati carbonati in prossimità di elementi che indicano la presenza di un antico lago. Briony Horgan e colleghi hanno studiato il cratere utilizzando i dati della Mars Express e dell’MRO, per scoprire se i carbonati si sono formati all’interno di questo lago o come risultato di altri processi, come l’alterazione dovuta alla pioggia.
Hanno così scoperto che, mentre i carbonati sono presenti in tutto il cratere, c’è un anello di forti firme carbonatiche ad altitudini dove avrebbe dovuto trovarsi il litorale dell’antico lago. Ciò suggerisce che quei particolari carbonati probabilmente sono precipitati sulla riva del lago, rendendoli particolarmente interessanti sia per lo studio dell’acqua che per la potenziale vita passata su Marte.
Poi Briony Horgan aggiunge:
“Questi carbonati saranno un obiettivo chiave per le missioni Mars 2020 e Mars Sample Return a causa del loro elevato potenziale di conservazione delle tracce biologiche.
Speriamo di essere in grado di raggiungere l’area del litorale durante la missione primaria per Marte 2020. Questo anello di carbonati al vecchio livello dell’acqua lungo il bordo occidentale di Jezero sarà una parte del cratere particolarmente emozionante da esplorare.”
Una delle prove principali per questi possibili carbonati formati sulle rive del lago è stata il risultato della topografia derivata dalla videocamera stereo ad alta risoluzione (HRSC) della Mars Express. Briony Horgan e colleghi hanno usato i dati topografici raccolti dalla Mars Express dall’orbita per determinare l’altitudine di questi minerali all’interno del cratere, essenziale per determinare come si erano formati.
Inoltre, questa ricerca chiarirà la storia e la natura di una parte cruciale della superficie marziana. Quando Perseverance atterrerà nel cratere Jezero, esaminerà sia il substrato roccioso ricco di olivina che l’anello carbonatico studiato da Lucia Mandon, Briony Horgan e colleghi; il team del rover sta inoltre pianificando la raccolta di campioni del fondo roccioso per il futuro ritorno sulla Terra.
Riprende Lucia Mandon:
“Con una missione che riporti dei campioni sulla Terra, saremmo quindi in grado di datare con precisione questi campioni in un laboratorio e confrontare questa età con quella che abbiamo dedotto dall’orbita.
Questo ci permetterebbe di calibrare l’intero sistema cronologico marziano ed è un esempio chiave del perché trovo che la missione Mars Sample Return sia così eccitante e preziosa.”
Lanciata 17 anni fa, la Mars Express è in orbita attorno a Marte dal dicembre 2003 e porta a bordo una suite di strumenti avanzati. Questi studi hanno utilizzato i dati della telecamera HRSC e dello spettrometro OMEGA (Observatoire pour la Minéralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité).
Aggiunge Dmitri Titov, Project Scientist dell’ESA per Mars Express:
“Mentre HRSC mappa la topografia della superficie di Marte fino a poche decine di metri per pixel, OMEGA produce immagini dettagliate visibili e nel vicino infrarosso che i ricercatori possono utilizzare per identificare i minerali di superficie.
Questi strumenti, insieme a quelli sull’MRO, sono stati fondamentali per mappare accuratamente l’estensione del materiale carbonato ed olivina all’interno del cratere Jezero, in quanto sono in grado di coprire ampie aree della superficie e fornire informazioni dettagliate sulla sua topografia e mineralogia.
È estremamente eccitante considerare come le numerose missioni attualmente su Marte sosterranno ed integreranno le scoperte del rover Perseverance quando raggiungerà questa area scientificamente eccitante della superficie marziana. Mars Express ha 16 anni di esperienza sul pianeta, il che si dimostrerà prezioso per l’esplorazione futura e gli sforzi per riportare dei campioni marziani sulla Terra.”
Libera traduzione dell’articolo:
“MARS EXPRESS HELPS UNCOVER THE SECRETS OF PERSEVERANCE LANDING SITE” https://sci.esa.int/web/mars-express/-/mars-express-helps-uncover-the-secrets-of-perseverance-landing-site