Un confronto fra 228 immagini della calotta settentrionale mostra come cambiano i depositi ghiacciati nei piccoli crateri da impatto. Seguire queste trasformazioni aiuta a capire come il ghiaccio si accumula e si conserva sul Pianeta rosso.
Anche Marte ha due calotte polari, costituite soprattutto da ghiaccio d’acqua e polvere. Durante l’inverno, a entrambi i poli, parte dell’anidride carbonica dell’atmosfera si deposita al suolo sotto forma di ghiaccio secco, creando una copertura stagionale. Con la primavera e l’estate, questa copertura si ritira per sublimazione, passando direttamente dallo stato solido a quello gassoso. Al polo nord lascia esposto il ghiaccio d’acqua sottostante; al polo sud, invece, una parte del ghiaccio secco rimane anche durante l’estate.
Il nuovo studio riguarda la calotta settentrionale, la cui superficie è segnata anche da piccoli crateri da impatto. Sul fondo di alcuni di essi si trovano depositi chiari di ghiaccio d’acqua che persistono per più anni marziani, ma possono cambiare estensione e forma da un’estate all’altra.
È proprio questa evoluzione che un nuovo studio guidato dell’Arizona State University, negli Stati Uniti, ha seguito attraverso le immagini raccolte da una sonda in orbita attorno a Marte, la Mars Reconnaissance Orbiter della NASA.
Il lavoro, pubblicato recentemente su Journal of Geophysical Research: Planets, confronta 228 immagini raccolte fra il 2006 e il 2025 da HiRISE, la camera ad alta risoluzione della sonda.
Lo studio segue l’evoluzione di depositi all’interno di strutture già conosciute: infatti il campione comprende 36 siti marziani già catalogati, ciascuno formato da un cratere o da un gruppo di crateri con depositi chiari persistenti. In 32 siti sono stati riconosciuti cambiamenti; negli altri quattro non sono emerse variazioni apprezzabili.
Confrontare la stessa estate, in anni diversi
Per capire che cosa mostrano le immagini bisogna tenere conto del calendario marziano. Anche il ghiaccio d’acqua può sublimare oppure formarsi nuovamente come brina, e la sua estensione cambia nel corso della stagione. Confrontare una fotografia dell’inizio dell’estate con una della fine dell’estate successiva potrebbe quindi far apparire una perdita di ghiaccio dovuta semplicemente al diverso momento delle riprese.
È un po’ come confrontare la neve su una montagna fotografata a maggio con quella fotografata ad agosto dell’anno dopo: la differenza, da sola, non dimostra che da un anno all’altro sia diminuita la neve.
Guarda lo stesso cratere polare osservato da HiRISE in diverse estati marziane. Crediti: NASA/JPL-Caltech/Università dell’Arizona.
Per ridurre questo problema, il gruppo ha privilegiato immagini ottenute nella stessa fase dell’estate marziana, osservando sia i depositi nei crateri sia la brina sul terreno circostante. Dove il deposito interno aumentava, spesso aumentava anche la copertura di brina all’esterno; dove si riduceva, frequentemente diminuiva anche quella circostante. Questa concordanza compare nel 75 per cento dei confronti in cui è stato riconosciuto un cambiamento interno.
Il risultato suggerisce che la formazione e la sopravvivenza della brina stagionale contribuiscano alle variazioni dei depositi. Il comportamento, però, cambia da sito a sito: in alcuni crateri il ghiaccio arretra soltanto in determinate zone, oppure varia senza che accada altrettanto sul terreno esterno. Per comprendere queste differenze occorre considerare anche le condizioni locali.
Un piccolo archivio dentro un archivio più grande
Questi depositi interessano anche chi cerca di ricostruire il clima passato di Marte. Gli strati di ghiaccio e polvere della calotta settentrionale conservano infatti tracce delle condizioni in cui si sono accumulati, un po’ come gli strati delle calotte terrestri. Per interpretarli serve comprendere come funziona oggi lo scambio di acqua fra superficie e atmosfera: quanto ghiaccio si deposita, quanto ne scompare durante l’estate e quanto riesce a conservarsi fino all’anno successivo.
I piccoli crateri da impatto permettono di seguire nel tempo depositi ben riconoscibili. Le immagini mostrano però soprattutto quanto spazio occupa il ghiaccio, senza misurarne le variazioni di spessore: un deposito può allargarsi e contemporaneamente assottigliarsi. Per questo, dai cambiamenti della sua estensione non si può ricavare direttamente quanto ghiaccio abbia guadagnato o perso. Inoltre, soltanto nove siti dispongono di modelli tridimensionali del terreno che consentono confronti più precisi; negli altri casi l’analisi è prevalentemente visiva.
Guarda il deposito chiaro che cambia all’interno di un cratere polare marziano. Crediti: NASA/JPL-Caltech/Università dell’Arizona.
Per quantificare gli scambi di ghiaccio con l’atmosfera e capire quanto rappresentino il comportamento dell’intera calotta serviranno ulteriori osservazioni e modelli. Comprendere perché una parte della brina sopravvive all’estate aiuterà anche a interpretare come si sono accumulati gli strati che conservano la storia climatica di Marte.
[A cura di Daria Guidetti]
fonte: Variability of Bright Deposits in North Polar Residual Ice Cap Craters on Mars
