Un team di scienziati potrebbe aver scoperto un nuovo minerale su Marte, nascosto tra gli antichi depositi di solfato del pianeta rosso. La notizia arriva da uno studio pubblicato su Nature Communications e condotto dalla dottoressa Janice Bishop, ricercatrice senior presso il SETI Institute e il centro di ricerca NASA Ames, in California. Il risultato è frutto di un lavoro che ha messo insieme esperimenti di laboratorio e dati raccolti dalle sonde in orbita marziana. E quello che è emerso ha davvero dell’incredibile.

Lo zolfo è un elemento abbondante su Marte. Si combina facilmente con altri elementi per formare minerali solfati, che sulla Terra tendono a sciogliersi rapidamente con la pioggia. Su Marte, però, il clima è talmente arido che questi minerali sopravvivono per miliardi di anni, conservando tracce preziose delle condizioni ambientali del passato. Da quasi vent’anni, i ricercatori cercavano di capire la natura di alcuni solfati di ferro stratificati che mostravano segnali spettrali anomali. Adesso, finalmente, sembra esserci una risposta: si tratterebbe di un idrossisolfato ferrico, una fase minerale rara e potenzialmente del tutto inedita.

I siti di studio vicino alla Valles Marineris

La ricerca si è concentrata su due aree nei pressi della Valles Marineris, uno dei sistemi di canyon più grandi dell’intero sistema solare. Il primo sito è Aram Chaos, una regione a nordest del canyon dove un tempo scorreva acqua verso le zone più basse. Il secondo si trova sull’altopiano sopra Juventae Chasma, un canyon profondo circa cinque chilometri situato appena a nord della Valles Marineris.

In entrambi i siti, i ricercatori hanno trovato tracce di un passato decisamente più umido. Canali scavati dall’acqua attraversano il paesaggio. Nella zona di Juventae, i minerali solfati si concentrano in piccole depressioni, probabilmente formatesi quando pozze d’acqua ricche di solfati sono evaporate lentamente. Quello che è rimasto, nel tempo, sono strati sottili di solfati ferrosi idrati, incluso il famoso idrossisolfato ferrico. Questi strati, spessi circa un metro, si trovano sia sopra che sotto materiali basaltici, il che suggerisce che siano stati esposti a calore vulcanico dopo la loro formazione iniziale.

Come ha spiegato la dottoressa Catherine Weitz, coautrice dello studio e scienziata senior presso il Planetary Science Institute, l’analisi delle morfologie e delle stratigrafie ha permesso di ricostruire le relazioni temporali tra le diverse unità compositive del terreno.

Come il calore ha trasformato i solfati marziani

Il vero colpo di scena è arrivato dal laboratorio. I ricercatori del SETI Institute e della NASA Ames hanno riprodotto in laboratorio le trasformazioni chimiche che probabilmente sono avvenute su Marte. Il processo parte dalla rozenite, un solfato ferroso che contiene quattro molecole d’acqua per ogni cella unitaria. Riscaldandola, si ottiene la szomolnokite, che ne contiene solo una. Continuando a scaldare oltre i 100°C, si forma l’idrossisolfato ferrico, dove i gruppi OH sostituiscono l’acqua nella struttura del minerale.

Questo passaggio è fondamentale. Temperature superiori ai 100°C sono ben al di sopra delle normali condizioni sulla superficie marziana. Ciò significa che deve essere intervenuta un’attività geotermica o vulcanica per innescare la trasformazione. Il nuovo minerale su Marte, quindi, non racconta solo la storia dell’acqua: racconta anche quella del calore sotterraneo del pianeta.

Un dettaglio interessante riguarda l’ossigeno. La reazione chimica che produce l’idrossisolfato ferrico richiede ossigeno gassoso e genera acqua. Marte ha un’atmosfera sottile, dominata dall’anidride carbonica, ma contiene comunque abbastanza ossigeno perché questa reazione possa avvenire.

Come ha sottolineato il dottor Johannes Meusburger, ricercatore postdottorale alla NASA Ames, i cambiamenti nella struttura atomica sono minimi, eppure alterano drasticamente il modo in cui questi minerali assorbono la luce infrarossa. Ed è proprio questa caratteristica che ha permesso l’identificazione del nuovo minerale su Marte attraverso lo strumento CRISM, montato sulla sonda in orbita.

C’è un ultimo passaggio da compiere prima che la scoperta diventi ufficiale: il minerale dovrà essere trovato anche sulla Terra per essere riconosciuto formalmente dalla comunità scientifica. Ma già adesso, questa ricerca apre prospettive affascinanti sulla storia geologica di Marte e sulle forze che hanno plasmato il suo paesaggio nel corso di miliardi di anni.

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Una collisione cosmica avvenuta centinaia di milioni di anni fa potrebbe aver dato origine a Titano e, indirettamente, anche ai celebri anelli di Saturno. Non è fantascienza, ma l’ipotesi affascinante che emerge da uno studio guidato dal SETI Institute e accettato per la pubblicazione sul Planetary Science Journal. L’idea, in sostanza, è che la luna più grande di Saturno non sia sempre esistita nella forma che conosciamo oggi: sarebbe il risultato della fusione violenta tra due lune più antiche. Un evento catastrofico che avrebbe riscritto la storia del sistema saturniano.

Tutto parte dai dati raccolti dalla sonda Cassini della NASA, che durante i suoi 13 anni di missione ha rivoluzionato la comprensione di Saturno ma ha anche sollevato nuovi interrogativi. Le misurazioni finali della sonda hanno rivelato che la massa interna del pianeta è più concentrata verso il centro di quanto si pensasse. Questo dettaglio apparentemente tecnico ha conseguenze enormi: cambia il cosiddetto tasso di precessione di Saturno, cioè il modo in cui il pianeta oscilla lentamente nello spazio. Per anni si credeva che questa oscillazione fosse sincronizzata con quella di Nettuno, ma i numeri di Cassini dicono altro. Per spiegare la discrepanza, un gruppo di ricercatori del MIT e della UC Berkeley aveva proposto che Saturno possedesse un tempo una luna aggiuntiva, poi espulsa dopo un incontro ravvicinato con Titano e successivamente disintegrata, dando origine agli anelli.

Iperione: il piccolo indizio che cambia la storia

Il team del SETI Institute ha messo alla prova questa teoria con simulazioni al computer, e i risultati sono stati sorprendenti. Lo scenario più probabile non era la formazione diretta degli anelli, bensì una collisione tra la luna extra e Titano. E qui entra in gioco un personaggio secondario decisivo: Iperione, la piccola luna dalla forma irregolare che ruota in modo caotico attorno a Saturno. L’orbita di Iperione è agganciata a quella di Titano, e secondo Matija Ćuk, lo scienziato a capo della ricerca, proprio questo legame orbitale rappresenta la prova più importante. Nelle simulazioni in cui la luna aggiuntiva diventava instabile, Iperione veniva quasi sempre persa dal sistema e sopravviveva solo in rari casi. Il punto cruciale? Questo aggancio orbitale tra Titano e Iperione è relativamente giovane, risale a poche centinaia di milioni di anni fa, lo stesso periodo in cui la luna extra sarebbe scomparsa. L’ipotesi è che Iperione non sia affatto una sopravvissuta del caos, ma un prodotto di quel caos: frammenti generati dalla fusione tra la luna aggiuntiva e Titano avrebbero formato Iperione proprio nella zona orbitale dove si trova oggi.

Due proto lune e un impatto che ha riscritto tutto

Il modello proposto dai ricercatori racconta una storia in due atti. Nel primo, due corpi celesti più antichi si scontrano e si fondono: uno è un grande corpo chiamato “Proto Titano”, quasi grande quanto Titano attuale, l’altro è un compagno più piccolo, “Proto Iperione”. Questa fusione spiegherebbe perché la superficie di Titano presenta relativamente pochi crateri da impatto: un evento così violento avrebbe letteralmente rifatto la superficie della luna, cancellando le tracce del passato geologico precedente. Anche l’orbita attuale di Titano, leggermente allungata ma in fase di circolarizzazione, è coerente con un disturbo recente su scala astronomica. Prima dello scontro, Proto Titano potrebbe aver somigliato a Callisto, la luna di Giove piena di crateri e priva di atmosfera.

Il secondo atto riguarda proprio gli anelli di Saturno. Se Titano si è formato da una fusione tra lune, la sua orbita leggermente eccentrica potrebbe aver destabilizzato le lune interne del sistema attraverso un meccanismo chiamato risonanza orbitale. Quando i periodi orbitali delle lune interne diventano frazioni semplici di quello di Titano, le interazioni gravitazionali si amplificano. Questo può spingere le lune più piccole su orbite sempre più allungate, aumentando le probabilità di collisioni reciproche. Ed è proprio da quei detriti che sarebbero nati gli anelli. La tempistica funziona: questa seconda ondata di distruzione sarebbe avvenuta dopo la fusione di Titano, coerentemente con le stime che datano gli anelli a circa 100 milioni di anni fa.

La missione Dragonfly potrebbe confermare tutto

La parte più entusiasmante è che questa teoria non resterà per forza nel campo delle speculazioni. La missione Dragonfly della NASA, un velivolo a propulsione nucleare con otto rotori, è prevista in arrivo su Titano nel 2034. Studierà la geologia e la chimica della superficie con un livello di dettaglio mai raggiunto prima. Se Dragonfly troverà tracce di un rifacimento superficiale su larga scala o altri indizi legati a un impatto colossale avvenuto circa mezzo miliardo di anni fa, l’ipotesi della fusione tra lune riceverebbe una conferma concreta. E a quel punto, la storia di come Saturno ha ottenuto i suoi anelli e la sua luna più grande andrebbe riscritta dai manuali di astronomia.

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