Perseverance, ecco cosa ci diranno i campioni di roccia raccolti su Marte

 

 

Nel suo primo anno di esplorazione del cratere Jezero, il rover Perseverance ha raccolto campioni di roccia che gli scienziati prevedono forniranno una linea temporale a lungo attesa per la storia geologica e idrica del pianeta.

 

Quando l’acqua scorreva fluida su Marte e quando invece è scomparsa dalla sua superficie lasciando un pianeta secco e arido? I campioni di roccia raccolti dal rover Perseverance sono la chiave per saperlo.

Ma gli scienziati dovranno aspettare un decennio per scoprire la risposta, fino a quando i campioni non potranno essere raccolti dalla superficie e tornae sulla Terra nel 2033.

Gli scienziati sono tuttavia entusiasti di ciò che hanno scoperto finora sui campioni. Queste scoperte sono delineate in un articolo sulla rivista Science, con analisi più dettagliate in un secondo e altri due articoli pubblicati online contemporaneamente su Science Advances.

Il cratere Jezero, appena a nord dell’equatore marziano, era un obiettivo per la missione Mars 2020 della NASA e il suo rover Perseverance, perché contiene quello che sembrava un delta fluviale all’interno di un letto di un lago e quindi poteva potenzialmente dire agli scienziati quando l’acqua scorreva sulla superficie del pianeta.

Le rocce raccolte dal fondo del cratere sono alla base dei sedimenti del delta, quindi le loro età di cristallizzazione forniranno un limite superiore per la formazione del delta, secondo il geochimico David Shuster, professore di scienze della terra e planetarie presso l’Università della California, Berkeley.

“È uno degli obiettivi principali del nostro programma, perché quantificheranno quando il lago era presente e quando erano presenti le condizioni ambientali che avrebbero potuto essere suscettibili di vita”, ha detto Shuster, che è un membro del team scientifico della NASA per la raccolta dei campioni, uno dei tre principali autori del  documento che riassume il lavoro e co-autore di due degli altri tre articoli.

Gli altri due autori principali sono Kenneth Farley di Caltech, scienziato del progetto Perseverance e vice scienziato del progetto Mars 2020 Katherine Stack Morgan del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA.

La sorpresa principale, ha detto Shuster, è che le rocce raccolte da quattro siti sul fondo del cratere Jezero sono rocce cumulate ignee – cioè, sono state formate dal raffreddamento del magma fuso e sono le migliori rocce per una geocronologia precisa una volta che i campioni saranno sulla Terra. Mostrano anche prove di essere stati alterati dall’acqua.

“Un grande valore delle rocce ignee che abbiamo raccolto è che ci parleranno di quando il lago era presente a Jezero. Sappiamo che è stato lì più recentemente rispetto alle rocce ignee del fondo del cratere”, ha detto Farley.

“Questo risponderà ad alcune domande importanti: quando il clima di Marte è stato favorevole a laghi e fiumi sulla superficie del pianeta? E quando è cambiato nelle condizioni molto fredde e secche che vediamo oggi?”

Prima della missione, i geologi sospettavano che il fondo del cratere fosse pieno di sedimenti o lava, roccia fusa che si è riversata sulla superficie e si è raffreddata rapidamente. Ma in due siti indicati come Séítah – la parola Navajo per “in mezzo alla sabbia” – le rocce sembrano essersi formate sottoterra e raffreddate lentamente. Evidentemente, tutto ciò che li copriva si è eroso negli ultimi 2,5-3,5 miliardi di anni.

“Abbiamo letteralmente discusso per i primi nove mesi, mentre stavamo guidando sul fondo del cratere, se le rocce che stiamo guardando sono sedimenti che sono stati depositati in un lago o rocce ignee”, ha detto. “In realtà, sono rocce ignee. E la forma delle rocce ignee che abbiamo trovato è abbastanza sorprendente, perché non sembra una semplice roccia vulcanica che scorreva nel cratere. Invece, sembra qualcosa che si è formato in profondità e si è raffreddato gradualmente in una camera magmatica ampia. “

La struttura cristallina della roccia ignea mostra granuli di olivina di dimensioni millimetriche con pirossene che avrebbero potuto essersi formati solo dal raffreddamento lento. L’olivina a grana grossa è simile a quella vista in alcuni meteoriti che si ritiene abbiano avuto origine su Marte e alla fine si sono schiantati sulla Terra.

I dati a supporto provengono da immagini multispettrali e analisi della fluorescenza a raggi X da strumenti a bordo di Perseverance e sono dettagliati in un secondo articolo dell’autore principale Yang Liu, geologo planetario della JPL.

Secondo Shuster, i dati consentono un paio di scenari che spiegano le rocce ignee sul pavimento del cratere.

“O la roccia si è raffreddata sottoterra e si è alzata dal basso, in qualche modo, o c’era qualcosa come un lago di magma che riempiva il cratere e si raffreddava gradualmente”, ha detto.

Anche i campioni di un secondo sito vicino chiamato Máaz – Marte in lingua navajo – sono ignei, ma di una composizione diversa. Poiché questo strato sovrasta lo strato di roccia ignea esposta a Séítah, la roccia di Máaz avrebbe potuto essere lo strato superiore del lago di magma.

Nei laghi di magma sulla Terra, i minerali più densi si depositano verso il basso mentre si cristallizzano, creando strati di diverse composizioni. Questi tipi di formazioni ignee sono chiamati cumulo, il che significa che si sono formati dall’insediamento di olivina arricchita con ferro e magnesio e dal successivo raffreddamento a più stadi di un corpo di magma spesso.

Le rocce ignee di Máaz potrebbero anche provenire da una successiva eruzione vulcanica.

In entrambi i casi, lo strato superiore che si è parzialmente eroso avrebbe potuto essere dell’ordine di centinaia di metri di spessore, ha detto Shuster.

Sia le rocce raffreddate lentamente a Séítah che le rocce raffreddate più rapidamente  a Máaz hanno mostrato alterazione da parte dell’acqua, sebbene in modi diversi. Le rocce di Máaz contenevano sacche di minerali che potrebbero essersi condensate, mentre le rocce di Séítah avevano reagito con acqua gassata, secondo analisi chimiche a bordo del rover.

I tempi precisi in cui si formarono questi vari strati saranno rivelati solo dall’analisi di laboratorio sulla Terra, poiché gli strumenti di analisi geochimica richiesti per la datazione sono troppo grandi per essere trasportati a bordo di Perseverance.

“Ci sono una varietà di diverse osservazioni geochimiche che possiamo fare in queste rocce quando le porteremo sulla Terra. Questo ci darà ogni sorta di informazione su quell’ambiente igneo ”, ha detto. “Possiamo capire quando la roccia si è cristallizzata, che è una delle cose di cui sono più entusiasta. Ma ci fornisce anche informazioni su quando si stava verificando un’attività ignea all’interno del pianeta. In combinazione con le immagini satellitari, possiamo quindi collegarlo ad alcune delle attività ignee più grandi. “

Shuster ha osservato che sono stati prelevati campioni di roccia duplicati in ciascuno dei quattro siti e che, entro un anno, saranno immagazzinati insieme ad altri campioni duplicati in un sito di emergenza vicino al delta, da utilizzare solo se i campioni primari a bordo del rover diverranno inaccessibili a causa di guasti meccanici. Questo includerà anche campioni di sedimenti recentemente raccolti dal delta stesso – i cui dettagli sono in preparazione per un futuro documento scientifico.