Scienziati planetari della Rice University, del Johnson Space Center della NASA e del California Institute of Technology hanno trovato la risposta a un mistero che ha lasciato perplessi gli esploratori di Marte da quando il rover Curiosity della NASA ha scoperto un minerale chiamato tridimite nel cratere Gale nel 2016.
La tridimite è una forma di quarzo ad alta temperatura che si forma a bassa pressione ed è estremamente rara sulla Terra. Non è immediatamente chiaro come un grumo concentrato di questo minerale sia finito nel cratere. Il cratere Gale è stato scelto come luogo di atterraggio di Curiosity per l’alta probabilità di contenere acqua liquida, e Curiosity ha trovato prove che confermano che il cratere Gale era un lago appena 1 miliardo di anni fa.
«La scoperta della tridimite nell’arenaria del cratere Gale è una delle scoperte più sorprendenti fatte dal rover Curiosity in 10 anni di esplorazione di Marte», ha dichiarato Kirsten Seebach della Rice University, coautore dello studio pubblicato sulla rivista online Earth and Planetary Science Letters. «La tridimite è solitamente associata a sistemi vulcanici quarzosi, esplosivi ed evolutivi sulla Terra, ma noi l’abbiamo trovata sul fondo di un antico lago su Marte, dove la maggior parte dei vulcani è piuttosto primitiva».
Seebach, professore associato presso il Dipartimento di Scienze della Terra, dell’Ambiente e del Pianeta della Rice University, ha dichiarato. È una specialista di missione del team Curiosity della NASA. Per trovare la risposta al mistero, ha collaborato con altri due ricercatori del suo team di Rice, Valerie Pyre e Michael Thorpe, Elizabeth Ramp della NASA e Paula Antoshekina del California Institute of Technology.
Zibach e i suoi colleghi hanno iniziato rivalutando le prove di ogni scoperta di tridimite sulla Terra. Hanno anche esaminato il materiale vulcanico proveniente da modelli di vulcanismo marziano e riesaminato le prove sedimentarie del lago del cratere Gale. Hanno quindi elaborato un nuovo scenario che si adatta a tutte le prove: il magma marziano è rimasto nella camera sotto il vulcano più a lungo del solito, subendo un processo di raffreddamento parziale chiamato cristallizzazione frazionata, finché non è emersa altra silice. In una massiccia eruzione, il vulcano ha riversato ceneri contenenti silice extra sotto forma di tridimite nel lago Gale Crater e nei fiumi circostanti. L’acqua ha contribuito a scomporre le ceneri attraverso i naturali processi chimici di degradazione, e l’acqua ha anche contribuito a smistare i minerali prodotti dalla degradazione.
In questo scenario, la tridimite sarebbe stata concentrata e i minerali sarebbero stati coerenti con il ritrovamento del 2016. Questo spiega anche gli altri dati geochimici che Curiosity ha trovato nel campione, tra cui silicati opalini e concentrazioni ridotte di ossido di alluminio.
«Si tratta in realtà di un’evoluzione diretta di altre rocce vulcaniche che abbiamo trovato nel cratere», ha detto Zibach. «Pensiamo che, poiché abbiamo visto questo minerale solo una volta, ed era fortemente concentrato in uno strato, il vulcano probabilmente ha eruttato nello stesso momento in cui c’era il lago. Anche se il particolare campione analizzato non era solo di cenere vulcanica, ma di cenere che si era degradata ed era stata smistata dall’acqua».
Se un’eruzione vulcanica come quella descritta nello scenario si verificasse davvero quando c’era un lago nel cratere Gale, significherebbe che il vulcanismo esplosivo si è verificato più di 3 miliardi di anni fa, quando Marte era in fase di transizione da un pianeta più umido e forse più caldo al pianeta secco e arido che conosciamo oggi.
«Ci sono ampie prove di eruzioni vulcaniche basaltiche su Marte, ma la chimica qui è più avanzata», ha detto Zibach. «Questo lavoro suggerisce che Marte potrebbe avere una storia vulcanica più complessa e intrigante di quanto potessimo immaginare prima di Curiosity».
