MARTE , IL PIANETA ROSSO , Dati, caratteristiche e satelliti. by Andreotti Roberto.

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Aggiornato al 23/07/2021

 

MARTE

DATI FISICI:
DIAMETRO medio 6.789 km - Equatoriale 6.804,9 km - Polare 6754,8 km.
Schiacciamento 0,00589 .
Superficie 144.800.000 km2
MASSA 107 (T=1000) - 6,342 × 10²³ kg
Densità 3,934 kg/dm3
Gravità 3,69 m/s2
Velocità di Fuga 5,027 km/s
Temperature -140 / +20 °c
Pressione Atmosferica 6,36 mBar
Densità Atmosferica 179.67 kg/m2
Periodo di rotazione 24h 37' 23''
Inclinazione dell'asse 25,19°
Direzione del polo nord - Ascensione Retta 21h10'44'' - Declinazione 52,88650°
Periodo di precessione degli equinozi 171.000 anni

PARAMETRI ORBITALI:
Periodo di rivoluzione 1,8808 anni (687 giorni - 668,6 Sol)
DISTANZA media dal Sole 1,52 UA - perielio 1,381 - afelio 1,666 UA.
Eccentricità 0,093 - Inclinazione orbitale 1,85061°
RADIANZA media 588 - max 712 - min 489,3 W/m2.
Argomento del perielio 286,46230°

Presentazione:
Marte che orbita a 1,52 UA, è un po' più piccolo della Terra e di Venere con una massa di 0,107 masse terrestri.

Possiede una rarefatta un'atmosfera di 6,36 mBar , composta principalmente da biossido di carbonio.

Pur presentando temperature medie superficiali piuttosto basse (tra −120 °C e −14 °C), il pianeta è il più simile alla Terra tra tutti quelli del sistema solare.

Il suo diametro è intermedio fra quello della Terra e quello della Luna, e presenta un'inclinazione dell'asse di rotazione e durata del giorno simili a quelle terrestri.

L'inclinazione assiale di Marte è di 25,19° che risulta simile a quella della Terra. Per questo motivo le stagioni si assomigliano eccezion fatta per la durata che è circa doppia ed al fatto che l'orbita eccentrica le fa apparire molto marcate nell'emisfero sud e con poche differenze in quello nord.

LE OSSERVAZIONI STORICHE DEL PIANETA MARTE

( La mappa di Schiaparelli ).

Introduzione:

La storia delle osservazioni su Marte è segnata dalle opposizioni di Marte, quando il pianeta è più vicino alla Terra e quindi è più facilmente visibile, che si verificano ogni due anni. 
Ancora più notevoli sono le opposizioni perieliche di Marte, che si verificano ogni 15 o 17 anni e si distinguono perché Marte è vicino al perielio, rendendolo ancora più vicino alla Terra.
Qui tratteremo una cronistoria di migliaia di anni di osservazioni, miti e credenze sul pianeta rosso.

Dagli antichi fino ai primi astronomi:

La storia documentata di osservazione del pianeta Marte, risale al periodo degli antichi astronomi egiziani nel 2 ° millennio AC . I documenti cinesi sui movimenti di Marte apparvero prima della fondazione della dinastia Zhou (1045 a.C.). Marte è stato ritratto sul soffitto della tomba di Seti I , sul soffitto del Ramesseum , e nella mappa stellare di Senenmut , che è la più antica mappa stellare conosciuta, datata al 1534 a.C. in base alla posizione dei pianeti. 

Gli antichi Sumeri credevano che Marte fosse Nergal , il dio della guerra e della peste. Durante il periodo sumero, Nergal era una divinità minore di scarso significato, ma, in epoche successive crebbe, ed il suo principale centro di culto era la città di Ninive . Nei testi mesopotamici, Marte viene indicato come "la stella del giudizio sul destino dei morti". L'esistenza di Marte come oggetto errante nel cielo notturno fu registrata dagli antichi astronomi egiziani nel 1534 a.C., ed avevano familiarità con il moto retrogrado del pianeta. Dal periodo dell'Impero neo-babilonese, gli astronomi babilonesi registravano regolarmente le posizioni dei pianeti e le osservazioni sistematiche del loro comportamento. Per Marte, sapevano che il pianeta faceva 37 periodi sinodici , o 42 circuiti dello zodiaco, ogni 79 anni. Hanno inventato metodi aritmetici per apportare correzioni minori alle posizioni previste dei pianeti. In greco antico , il pianeta era conosciuto come Πυρόεις .

Nel IV secolo a.C., Aristotele notò che Marte scomparve dietro la Luna durante un'occultazione , indicando che il pianeta era più lontano. Tolomeo , un greco che visse ad Alessandria , ha tentato di affrontare il problema del moto orbitale di Marte, le sue osservazioni di Marte avevano mostrato che il pianeta sembrava muoversi del 40% più veloce su un lato dell'orbita rispetto all'altro, in conflitto con il modello aristotelico di moto uniforme. Tolomeo modificò il modello del moto planetario aggiungendo un punto di offset, dal centro dell'orbita circolare del pianeta attorno al quale il pianeta si muove a un ritmo uniforme di rotazione. Il modello di Tolomeo e il suo lavoro collettivo sull'astronomia furono presentati nella raccolta multi-volume Almagesto , che divenne il trattato più autorevole dell'astronomia occidentale per i successivi quattordici secoli. La letteratura dell'antica Cina conferma che Marte era conosciuto dagli astronomi cinesi dal IV secolo a.C. Nel V secolo d.C., il testo astronomico indiano Surya Siddhanta stimò il diametro di Marte. Nelleculture dell'Asia orientale , Marte viene tradizionalmente definita la "stella del fuoco" (cinese:火星 ), basata sui Cinque elementi . 

Durante il diciassettesimo secolo, Tycho Brahe misurò la parallasse diurna di Marte che Johannes Keplero usava per fare un calcolo preliminare della distanza relativa al pianeta. 

Quando il telescopio divenne disponibile, la parallasse diurna di Marte fu nuovamente misurata nel tentativo di determinare la distanza Sole-Terra. Fu eseguito per la prima volta da Giovanni Domenico Cassini nel 1672. Le prime misurazioni della parallasse furono ostacolate dalla qualità degli strumenti. 

L'unica occultazione di Marte da parte di Venere fu quella del 13 ottobre 1590, vista da Michael Maestlin a Heidelberg . 

Nel 1610, Marte fu visto dall'astronomo italiano Galileo Galilei ( ritratto a lato ) , che per primo lo vide tramite il telescopio. 

Nel 1644, il gesuita italiano Daniello Bartoli riferì di aver visto due chiazze più scure su Marte. Durante le opposizioni del 1651, 1653 e 1655, quando il pianeta si avvicinò alla Terra, l'astronomo italiano Giovanni Battista Riccioli e il suo studente Francesco Maria Grimaldi notarono macchie di diversa riflettività su Marte. 

La prima persona a disegnare una mappa di Marte che mostrava qualsiasi caratteristica del terreno fu l'astronomo olandese Christiaan Huygens. Il 28 novembre 1659 fece un'illustrazione di Marte che mostrava la distinta regione oscura ora conosciuta come Syrtis Major Planum , e forse una delle calotte polari. Lo stesso anno, è riuscito a misurare il periodo di rotazione del pianeta, dandogli circa 24 ore. Ha fatto una stima approssimativa del diametro di Marte, supponendo che sia circa il 60% della dimensione della Terra, che si confronta bene con il valore moderno del 53%. 

Nel 1704, l'astronomo italiano Jacques Philippe Maraldi , fece uno studio sistematico della calotta meridionale e osservò che subì variazioni mentre il pianeta ruotava. Ciò indicava che il cappuccio non era centrato sul polo sud. Osservò che le dimensioni della calotta variavano nel tempo. 

L'astronomo britannico di origine tedesca Sir William Herschel iniziò a fare osservazioni sul pianeta Marte nel 1777, in particolare sulle calotte polari del pianeta. Nel 1781, notò che la calotta sud appariva "estremamente grande", che attribuì al fatto che quel polo era nell'oscurità negli ultimi dodici mesi. Nel 1784, la calotta meridionale appariva molto più piccola, suggerendo così che le calotte variano con le stagioni del pianeta.

( Polo sud di Marte ).

I ''Canali'' di Marte:
Nel XIX secolo, la risoluzione dei telescopi raggiunse un livello sufficiente per identificare le caratteristiche della superficie. Un'opposizione perielica di Marte avvenne il 5 settembre 1877. In quell'anno, l'astronomo italiano Giovanni Schiaparelli usò un telescopio di 22 cm, a Milano per aiutare a produrre la prima mappa dettagliata di Marte. Queste mappe contenevano in particolare delle linee che chiamava canali , che in seguito furono mostrate come un'illusione ottica . Questi canali erano presumibilmente lunghi, linee rette sulla superficie di Marte, a cui ha dato i nomi di famosi fiumi sulla Terra. Il suo termine, che significa "canali" o "scanalature", era popolarmente tradotto in inglese come "canals" termine usato per definire in inglese degli scavi artificiali che fecero nascere il mito che fossero stati costruiti da qualcuno....

( Schiaparelli al telescopio dell'osservatorio di Brera a Milano ).

Influenzato dalle varie  osservazioni,  Percival Lowell fondò un osservatorio con telescopi da 30 e 45 cm (12 e 18 pollici). 

L'osservatorio fu utilizzato per l'esplorazione di Marte durante l'ultima buona occasione nel 1894 e le seguenti opposizioni meno favorevoli. Ha pubblicato diversi libri su Marte e la vita sul pianeta, che ha avuto una grande influenza sul pubblico. I canali furono trovati in modo indipendente da altri astronomi, come Henri Joseph Perrotin e Louis Thollon a Nizza, usando uno dei più grandi telescopi di quel tempo.

I cambiamenti stagionali (consistenti nella diminuzione delle calotte polari e delle aree scure formate durante l'estate marziana) in combinazione con i canali hanno portato a speculazioni sulla vita su Marte, ed era una convinzione diffusa che Marte contenesse vasti mari e vegetazione. Il telescopio non ha mai raggiunto la risoluzione richiesta per dare prova di eventuali speculazioni. Poiché venivano usati telescopi più grandi, si osservavano meno canali diritti lunghi . Durante un'osservazione del 1909 da parte di Flammarion con un telescopio di 84 cm (33 pollici), furono osservati schemi irregolari, ma non furono visti canali .

Anche negli anni '60 del XX secolo, furono pubblicati articoli sulla biologia marziana, mettendo da parte spiegazioni diverse dalla vita per i cambiamenti stagionali su Marte. Sono stati pubblicati scenari dettagliati per il metabolismo e i cicli chimici per un ecosistema funzionale.

Poi arrivò l'esplorazione spaziale.....

Una volta che i veicoli spaziali visitarono il pianeta durante le missioni Mariner della NASA negli anni '60 e '70, questi concetti furono radicalmente spezzati. I risultati degli esperimenti di rilevamento della vita dei Viking, confermarono l'ipotesi di un pianeta morto ed ostile .

Mariner 9 e i Viking permisero di realizzare mappe migliori di Marte usando i dati di queste missioni, e un altro grande passo avanti fu la missione Mars Global Surveyor , lanciata nel 1996 e operativa fino alla fine del 2006, che consentiva mappe complete ed estremamente dettagliate del marziano topografia, campo magnetico e minerali di superficie da ottenere. Queste mappe sono disponibili online, ad esempio, su Google Mars . 

Mars Reconnaissance Orbiter e Mars Express hanno continuato a esplorare con nuovi strumenti e supportando le missioni dei lander. La NASA offre due strumenti online: Mars Trek , che fornisce visualizzazioni del pianeta usando i dati di 50 anni di esplorazione, e Experience Curiosity, che simula il viaggio su Marte in 3-D.

( La prima immagine dalla superficie di Marte dalla VIKING 1 ).
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Osservazione:

All'osservazione diretta Marte presenta variazioni di colore, imputate storicamente alla presenza di vegetazione stagionale, che si modificano al variare dei periodi dell'anno. Successive osservazioni spettroscopiche dell'atmosfera hanno da tempo fatto abbandonare l'ipotesi che vi potessero essere mari, canali e fiumi oppure un'atmosfera sufficientemente densa. La smentita finale arrivò dalla missione Mariner 4, che nel 1965 mostrò un pianeta desertico e arido, caratterizzato da tempeste di sabbia periodiche e particolarmente violente. Missioni più recenti hanno evidenziato presenza di acqua sotto forma di ghiaccio. Attorno al pianeta orbitano due satelliti naturali, Fobos e Deimos, di piccole dimensioni e dalla forma irregolare.

Con l'osservazione al telescopio sono visibili alcuni dettagli caratteristici della superficie, che permisero agli astronomi dal sedicesimo al ventesimo secolo di speculare sull'esistenza di una civiltà organizzata sul pianeta. Basta un piccolo obiettivo da 70-80 mm per risolvere macchie chiare e scure sulla superficie e le calotte polari, già con un 100 millimetri si può riconoscere il Syrtis Major Planum.
( In foto la Syrtis Major ).
L'aiuto di filtri colorati permette inoltre di delineare meglio i bordi tra regioni di diversa natura geologica. Con un obiettivo da 250 mm e condizioni di visibilità ottimali sono visibili i caratteri principali della superficie, i rilievi e i canali. La visione di questi dettagli può essere parzialmente oscurata da tempeste di sabbia su Marte che possono estendersi fino a coprire tutto il pianeta.

( Una visuale della superficie marziana ).

Video con le varie immagini raccolte dalla superficie di Marte:

MARTE offerto da NASA

Le stelle polari di Marte:
Marte ha un asse di rotazione similmente inclinato quanto quello terrestre, solo un po' di più, ma il suo asse non punta nella solita direzione di quello terrestre, quindi su Marte, privo di campo magnetico per orientarvi di notte, dovete sapere quali sono le sue stelle polari nord e sud.
Per il polo celeste meridionale, la stella più vicina che combacia abbastanza è Markeb (k Velorum) nella costellazione delle Vele, e che si riconosce bene in quanto forma asterismo detto ''Falsa Croce'' con un altra stella della Vela e due stelle della sottostante costellazione della Carena.
Per il polo celeste settentrionale non vi è una vera è propria sovrapposizione, ma la stella più luminosa abbastanza vicina è Deneb (Alfa Cygni), una delle stelle più luminose e quindi facilmente riconoscibile nella volta stellata.

Struttura Interna:

CROSTA:
Gli scienziati della NASA, analizzando le anomalie gravitazionali, hanno trovato la prova che la crosta di Marte non è così densa come precedentemente pensato, un indizio che potrebbe aiutare i ricercatori a capire meglio la struttura interna del pianeta rosso e la sua evoluzione.
Una densità inferiore probabilmente significa che almeno una parte della crosta di Marte è relativamente porosa.
A questo punto, tuttavia, la squadra non può escludere la possibilità di una composizione minerale diversa o forse una crosta più sottile.

MANTELLO:
Per quanto riguarda il mantello finora, in attesa dei dati della missione NASA InSight, potevamo fare solo delle ipotesi, secondo varie teorie il mantello di Marte è meno fluido di quello terrestre o di Venere e quindi i suoi moti convettivi o sarebbero assenti oppure molto lenti, in ogni caso non sono in grado di plasmare la superficie con una tettonica o con il vulcanismo.

NUCLEO:
I ricercatori del Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California, analizzando tre anni di dati di monitoraggio radio dalla navicella spaziale Mars Global Surveyor, hanno concluso che Marte non si è raffreddato in un nucleo di ferro completamente solido, piuttosto il suo interno è costituito da uno nucleo di ferro completamente liquido o un nucleo esterno liquido con un nucleo interno solido. Oltre alla rilevazione di un nucleo liquido per Marte, i risultati indicano la dimensione del nucleo è di circa la metà della dimensione del pianeta, come è il caso per la terra e Venere, e che il nucleo ha una frazione significativa di un elemento più leggero come lo zolfo.

InSight svela la struttura interna:

Nuovi studi forniscono indizi fondamentali sulla composizione e la struttura interna del Pianeta rosso. Basati sulle prime osservazioni sismiche dirette del lander InSight della Nasa, riportano i risultati preliminari della missione e forniscono, per la prima volta, la mappa dell’interno di un pianeta diverso dalla Terra.

In questi studi sono riportati i risultati preliminari della missione e viene mappato. per la prima volta, l’interno di un pianeta diverso dalla Terra. 

«Questi tre studi forniscono importanti vincoli sull’attuale struttura di Marte e sono inoltre fondamentali per migliorare la nostra comprensione di come il pianeta si è formato miliardi di anni fa e di come si è evoluto nel tempo», scrivono in un editoriale a commento dei risultati, le astrosismologhe Sanne Cottaar e Paula Koelemeijer.

( Dalle onde sismiche è possibile derivare le proprietà e i confini della struttura interna di un pianeta. Le onde di taglio (in sismologia conosciute come onde S) originate da un terremoto, che viaggiano e si riflettono sul nucleo di ferro-nichel, vengono rilevate dal sismometro di Insight e consentono di fare una stima della dimensione del nucleo stesso. La forza delle onde riflesse mostra che il nucleo è allo stato liquido, attraverso il quale le onde di taglio non possono propagarsi. Crediti: Chris Bickel/Science ).

All’inizio del 2019, InSight ha iniziato a rilevare e registrare i terremoti dalla sua posizione sulla superficie di Marte, inclusi diversi terremoti subcrostali che assomigliano agli eventi tettonici sulla Terra. Il gruppo di ricerca coordinato da Brigitte Knapmeyer-Endrun ha utilizzato i terremoti e il rumore sismico ambientale per visualizzare la struttura della crosta marziana al di sotto del sito di atterraggio del lander, trovando prove di una crosta multistrato con due o tre interfacce. 

Estrapolando questi dati all’intero pianeta, il team di Knapmeyer-Endrun ha mostrato come lo spessore medio della crosta di Marte sia compreso tra 24 e 72 chilometri, mentre il gruppo di ricerca di Amir Khan ha usato le onde sismiche dirette e riflesse dalla superficie generate da otto terremoti a bassa frequenza per sondare più in profondità e rivelare la struttura del mantello di Marte a una profondità di quasi 800 chilometri. 

I loro risultati suggeriscono che a circa 500 chilometri sotto la superficie si trovi una spessa litosfera e, come per la Terra, probabilmente sotto di essa sia presente uno strato a bassa velocità. 

Secondo Khan e colleghi, lo strato crostale di Marte è probabilmente altamente arricchito di elementi radioattivi che producono calore, riscaldando questa regione a spese dell’interno del pianeta. 

Ancora più in profondità, Simon Stähler e colleghi hanno utilizzato i deboli segnali sismici riflessi dal confine tra nucleo e mantello marziano per indagare il nucleo di metallo liquido, scoprendo che ha un raggio di quasi 1830 chilometri e inizia all’incirca a metà strada tra la superficie e il centro del pianeta, suggerendo che il mantello del pianeta sia costituito da un solo strato roccioso, anziché due, come sulla Terra. Secondo Stähler, i risultati indicano che il nucleo di ferro-nichel è meno denso di quanto si pensasse in precedenza e arricchito di elementi più leggeri.

Campo magnetico:
Il vero problema di Marte è non avere un campo magnetico globale che possa proteggere l'atmosfera dall'azione del vento solare.
La magnetosfera di Marte è assente a livello globale e, in seguito alle rilevazioni del magnetometro MAG/ER del Mars Global Surveyor e considerando che è stata constatata l'assenza di magnetismo sopra i crateri Argyre e Hellas Planitia, si presume che sia scomparsa da circa 4 miliardi di anni, facendo si che i venti solari colpiscono direttamente la ionosfera.
Permangono delle residue zone di Magnetismo superficiale. (vedi sotto).

(Mappe che riportano i dati della rilevazione del magnetismo superficiale, valori in nanoTesla).

Superficie:
La sua superficie di circa 149milioni di km2, presenta varie strutture geologiche tra cui formazioni vulcaniche enormi, valli, calotte polari e deserti sabbiosi, e formazioni geologiche che vi suggeriscono la presenza di un'idrosfera in un lontano passato.
La topografia di Marte presenta una dicotomia netta tra i due emisferi: a nord dell'equatore si trovano enormi pianure coperte da colate laviche mentre a sud la superficie è segnata da grandi altipiani segnati da migliaia di crateri. Una teoria proposta nel 1980, e avvalorata da prove scientifiche nel 2008, giustifica questa situazione attribuendone l'origine a una collisione del pianeta con un oggetto con dimensioni pari a quelle di Plutone, avvenuta circa 4 miliardi di anni fa.

FOTO PANORAMICHE :

( L'ultima panoramica di Opportunity, Perseverance valley - Endurance crater )
FONTE: https://mars.nasa.gov/resources/22341/opportunity-legacy-pan/

(Panorama da Elysium Planitia)

(Panoramica 360° Cratere Gale)

(Panoramica a 360° della Ares Vallis)

( Curiosity-Yellowknife-Bay ).

Monte Sharp
Le esplorazioni del rover Curiosity sul monte Sharp, nel cratere Gale, hanno dato risultati inaspettati, pur non avendo un gravimetro a bordo, gli scienziati hanno usato i giroscopi per la navigazione per misurare le differenze nel campo gravitazionale ed hanno trovato che le rocce che compongono la montagna sono meno dense del previsto. ( vedi sotto ).

Video, nuova rotta per Curiosity:

CURIOSITY MONTE SHARP offerto da MEDIA INAF

Video panoramica del cratere Gale dal bordo del monte Sharp

MARTE CRATERE GALE offerto da NASA

Storia geologica:

STORIA DEL CRATERE GALE offerto da NASA

Mappa:

MAPPA INTERATTIVA:  Google Mars, mappa interattiva del suolo del pianeta Marte

Mappe geologiche:
Le Mappe sono divise in 6 settori, 2 zone polari, 2 parti per l'emisfero nord, 2 parti per l'emisfero sud
sono correlate da una legenda a colori suddivisa per le varie epoche marziane, ed i differenti tipi di terreno, e da una legenda per i simboli.
In ultimo una mappa topografica schematica.

(clicca sui grafici per ingrandire).

Idrosfera:

La presenza di acqua allo stato liquido in superficie adesso è impossibile su Marte a causa della sua pressione atmosferica eccessivamente bassa, può esistere solo solida come ghiaccio e gassosa come vapore. (salvo in zone di elevata depressione e per brevi periodi di tempo).
Nel grafico sopra, si riportano i diagrammi di fase sia dell'acqua, sia dell'anidride carbonica, per quanto riguarda l'acqua le condizioni di pressione su Marte sono leggermente superiori a quelle del suo punto triplo, ma le temperature medie molto più basse fanno sì che non sia possibile la presenza di acqua allo stato liquido, nel caso dell'anidride carbonica ( CO2 ), per averla in forma liquida servono pressioni superiori a 5,1 Atm. le condizioni presenti su Marte fanno sì che sia presente in maggior parte allo stato gassoso, visto che diventa solida solo a temperature estremamente basse.

In alcune zone di Marte dove sono presenti profonde depressioni altimetriche è possibile la presenza di acqua liquida anche se solo per un ristretto intervallo di temperatura, ad esempio sul fondo del bacino di Hellas ( foto a lato ) , la pressione, nei pressi del perielio, può arrivare fino a 12,4 mBar, il doppio della media planetaria.
È stato teorizzato che una combinazione tra azioni di glaciazione e di ebollizione esplosiva possa essere responsabile di alcune particolari caratteristiche sul fondo di questo bacino.

Si ritiene che grandi quantità di acqua siano intrappolate sotto la spessa criosfera marziana, o nelle cosiddette trappole fredde.
La formazione della Valles Marineris e dei suoi canali di fuoriuscita dimostrano infatti che durante le fasi iniziali della storia di Marte, con condizioni di pressione atmosferica superiori alle odierne, fosse presente una grande quantità di acqua allo stato liquido.

Come suggeriscono le più recenti misurazioni effettuate sulla superficie di Marte, miliardi di anni fa l’acqua su Marte scorreva abbondante. Acqua la cui composizione chimica è stata scoperta dal team di ricerca, guidato dal Tokyo Institute of Tecnology, che indica i valori di alcuni parametri che l’acqua marziana doveva avere miliardi di anni fa.

Il team ha ottenuto questi risultati analizzando i dati mineralogici e chimici che il rover Curiosity della Nasa ha inviato sulla Terra dopo aver passato al setaccio alcuni sedimenti di smectite, un minerale argilloso che lo stesso rover ha “fiutato” all’interno del cratere Gale nel 2013, nei cui interstizi si celerebbe la composizione chimica di quest’acqua: una sorta di “impronta” lasciata grazie a un processo di scambio ionico avvenuto durante il contatto tra il liquido e il minerale argilloso.
I risultati ottenuti dello studio suggeriscono che i sedimenti argillosi nel cratere Gale si siano formati in presenza di acqua liquida lievemente salina, con una concentrazione di sali, principalmente cloruro di sodio, compresa tra 0.1 e 0.5 moli per chilogrammo. Acqua con un disequilibrio redox dovuto a episodi di ossidazione avvenuti a basse temperature e per brevi periodi di tempo. E approssimativamente neutra, cioè con un pH vicino a quello degli attuali oceani della Terra.

(La formazione del suolo della baia di Yellowknife fu probabilmente depositato dalla decelerazione del flusso quando i corsi d'acqua incontrarono un lago nel cratere Gale (Fig.  1a ). I sedimenti di Yellowknife Bay contengono circa il 20% in peso di smectite . Questi smectiti si sarebbero formati nella prima diagenesi all'interno del lago (Fig.  1b ) e/o potrebbero essere stati di origine negativa (Fig.  1a ). I sedimenti della Baia di Yellowknife sono stati sottoposti a pressione di sepoltura e pervasivamente fratturati dopo la deposizione e la diagenesi precoce (Fig.  1c ). Durante gli eventi di bagnatura, i fluidi tardivo-diagenetici (post-deposizionali) sono stati introdotti nelle fratture, che sono attualmente riempite con solfati di calcio; presumibilmente un notevole periodo di tempo dopo il periodo dei primi laghi (Fig.  1d ). Questi eventi di risveglio si sono verificati nel cratere Gale anche dopo la formazione di Aeolis Mons, un tumulo di 5 km di roccia sedimentaria stratificata nel centro del cratere. Dopo l'ultimo evento di riattivazione, l'acqua liquida nei sedimenti della Baia di Yellowknife è scomparsa (Fig.  1e ). Il contesto idrogeologico proposto suggerisce che i sedimenti della baia di Yellowknife avrebbero interagito con acque di composizioni diverse in fasi diverse dalla sua deposizione. L'acqua di fondo nei laghi viene continuamente intrappolata all'interno dei pori dei sedimenti e sepolta insieme (Fig.  1b ). Se le falde acquifere fossero in gran parte occupate dal cratere Gale , ciò avrebbe potuto influire anche sulla chimica dell'acqua dei pori nelle prime fasi post-deposizionali. Dopo la perdita di acqua liquida intrappolata nei pori dei sedimenti di Yellowknife Bay, i componenti disciolti sarebbero stati lasciati nei sedimenti, ad esempio come traccia di evaporiti (Fig.  1c ). La presenza di fratture ricche di solfati suggerisce fortemente che i fluidi post-deposizionali fornissero ulteriore SO4 nei sedimenti nell'ultimo evento bagnante. Se i fluidi post-depositari ricchi di SO4 si infiltrassero nella matrice ricca di smectite dei sedimenti, gli evaporiti primari lasciati nella matrice sarebbero stati nuovamente dissolti e miscelati con i componenti aggiuntivi (Fig.  1d ). La durata dell'ultimo evento di bagnatura determina se i fluidi post-deposizionali si infiltrano nella matrice. Utilizzando sia permeabilità analogico terrestre di argille marine essiccate (10E-7 e 10E-10 cm/s) e data la distanza tipica tra le fratture solfato di calcio nei sedimenti di Yellowknife Bay (~1 cm), i fluidi post-deposizionali possono interagire chimicamente con la matrice dei sedimenti della baia di Yellowknife in un evento bagnante da 1 a 100 anni o più attraverso la diffusione).

LINK : https://www.nature.com/articles/s41467-019-12871-6 

Depositi di ghiaccio:

La distesa gelata appare come un'enorme pista sul ghiaccio in mezzo al deserto, questa è l'immagine diffusa dall'Agenzia spaziale europea (Esa) catturata dal Mars Express in orbita attorno a Marte, del cratere Korolev. In realtà si tratta di un mosaico di cinque foto scattate dalla fotocamera ad alta risoluzione (HRSC) da differenti prospettive e raccolte in 15 anni di sorvolo, che vanno a comporre un ritratto tridimensionale del ghiacciaio permanente.

Il ghiaccio d'acqua però è assai abbondante: i poli marziani infatti ne sono ricoperti e lo strato di permafrost si estende fino a latitudini di circa 60º.
Cronologia scoperte:

- La NASA nel marzo del 2007 dopo uno studio, annunciò che se si ipotizzasse lo scioglimento totale delle calotte polari, l'intero pianeta verrebbe sommerso da uno strato d'acqua profondo 11 metri.
- Il 28 settembre 2015, la NASA ha annunciato di avere delle prove concrete che sulla superficie di Marte scorra acqua salata allo stato liquido sotto forma di piccoli ruscelli ma si tratta comunque di speculazione e non di osservazione diretta.
- In uno studio pubblicato a maggio 2019 su Geophysical Research Letters, è riportata la notizia della scoperta di un altro deposito sotterraneo di acqua. Questa volta, però, si tratta di acqua ghiacciata, e pare che sia uno dei più grandi depositi esistenti nel pianeta.
È un altro tassello che si aggiunge al puzzle del clima marziano nel lontano passato del pianeta. Strati di ghiaccio alternati a sabbia basaltica sepolti a 1.5 km circa sotto il polo nord, sono resti di antiche calotte polari che potrebbero rappresentare uno dei bacini più grandi di Marte. Un immenso deposito nel quale la presenza e il volume delle lastre di ghiaccio aumentano salendo in superficie, tanto che se si sciogliessero produrrebbero così tanta acqua da ricoprire l’intera la superficie del pianeta per uno spessore di 1.5 metri.
Il deposito è stato individuato grazie alle misurazioni raccolte dal radar Sharad (Shallow Subsurface Radar), lo strumento – sviluppato dall’Agenzia spaziale italiana – a bordo della sonda della Nasa Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), che dal 2006 scruta dall’alto il pianeta rosso.

Su Marte scorrono effimeri rivoli d'acqua:
Scorre in rivoli solo nei mesi estivi. L'annuncio della Nasa potrebbe far ipotizzare la presenza di vita microbica sulla superficie del Pianeta Rosso. Ma l'autore dello studio chiede prudenza.....
Sul pianeta Marte scorrono minuscoli ruscelli di acqua salata che compaiono durante i mesi estivi del Pianeta Rosso, lasciando striature scure la cui origine finora era un mistero.
A dare l'annuncio della scoperta è stata la Nasa dopo un'attesa che ha lasciato per ore gli appassionati con il fiato sospeso. La prova arriva da Mro (Mars Reconnaissance Orbiter) la sonda spaziale polifunzionale americana lanciata il 12 agosto 2005.
"È la prima prova che dimostra l'esistenza di un ciclo dell'acqua sulla superficie di Marte", ha spiegato Enrico Flamini, coordinatore scientifico dell'Agenzia spaziale italiana (Asi). A fornirla è il gruppo dell'Istituto di Tecnologia delle Georgia guidato da Lujendra Ojha. Non si tratta certo dei canali d'acqua ipotizzati nell'800 da Giovanni Schiapparelli, ma di 'rivoli' stagionali con tracce di sali che si formano solo in presenza di acqua.

Nonostante l'origine e la composizione chimica dell'acqua sia ancora sconosciuta, la scoperta potrebbe influenzare le teorie sulla possibile presenza di vita microbica su Marte, il pianeta più simile alla Terra all'interno del sistema solare. Gli scienziati hanno sviluppato una nuova tecnica per analizzare le mappe chimiche della superficie di Marte ottenute attraverso il Mars Reconnaissance Orbiter della Nasa. Gli studiosi hanno trovato "impronte" di sali che si formano solo in presenza di acqua in piccoli canali scavati nelle pareti delle rocce attraverso la regione equatoriale del pianeta.
I ruscelli, osservati per la prima volta nel 2011, appaiono durante i mesi estivi del pianeta e scompaiono appena le temperature scendono. Gli scienziati avevano già ipotizzato che le tracce, conosciute come Recurring Slope Lineae (RSL), fossero attraversate da acqua corrente ma non erano ancora riusciti a realizzare delle misurazioni del fenomeno.

Water! Strong evidence that liquid water flows on present-day Mars. Details: http://t.co/0MW11SANwL #MarsAnnouncement pic.twitter.com/JNksawz2iN
— NASA (@NASA) 28 Settembre 2015

In proposito Flamini dell'Agenzia spaziale italiana rileva che si tratta comunque di una prova indiretta: "bisogna specificare", ha sottolineato, "che i dati mostrano la presenza di questi minerali, non di acqua. Tuttavia la presenza stagionale dei sali indica il depositarsi di acqua". Finora le immagini satellitari avevano osservato la formazione di linee scure, lunghe fino a 5 metri, lungo i pendii marziani, a latitudini e quote molto differenti. Queste linee scure hanno la caratteristica di comparire e allungarsi sempre più durante le stagioni calde per poi svanire in quelle più fredde. La capacità degli strumenti non permetteva però di definire con certezza se i canali potessero essere provocati dall'acqua oppure da qualche altro fenomeno ancora non compreso. La presenza di sali idrati negli stessi momenti in cui le linee si formano è adesso, per i ricercatori, la prova attesa da tempo dell'esistenza su Marte di acqua allo stato liquido, seppur in piccole tracce.

Lo stesso autore dello studio che sarà pubblicato sulla rivista scientifica Nature Geoscience, Lujendra Ojha del Georgia Institute of Technology, precisa: "Non stiamo dicendo che abbiamo trovato tracce di acqua. Abbiamo trovato sali idrati". E commenta così l'annuncio della Nasa che recita "Risolto il mistero di Marte": "Mi sembra un po' esagerato. Ci sono ancora molti misteri che circondano le RSL".

.@NASA's Mars Reconnaissance Orbiter found best evidence yet of liquid water on present Mars http://t.co/Rk7ekUw931 pic.twitter.com/kmULXaCHuM
— NASA JPL (@NASAJPL) 28 Settembre 2015

Alla voce di Lujendra Ojha si aggiunge quella di Alfred McEwen, scienziato specializzato in planetologia della Arizona State University: "La scoperta conferma che l'acqua ha un ruolo nella comparsa di queste tracce ma non sappiamo se questa arrivi da sotto la superficie del pianeta. Potrebbe arrivare dall'atmosfera".
Qualunque sia la fonte, la prospettiva di acqua liquida stagionale apre all'ipotesi che Marte, considerato un pianeta freddo e morto, potrebbe ospitare la vita. Il rover della Nasa, Curiosity ha trovato prove che in passato Marte possedeva tutte le caratteristiche e habitat adatti a ospitare vita microbica. Gli scienziati stanno cercando di capire come il Pianeta Rosso possa essere passato dall'essere caldo, umido e simile alla Terra al freddo e secco deserto di oggi.

Più che una scoperta, una conferma. L'astrofisico dell'Accademia dei Lincei Giovanni Bignami spiega in cosa consista l'annuncio della Nasa sull'esistenza di acqua sulla superficie di Marte.
Abbiamo veramente scoperto l'acqua su Marte? «In verità no, è stata osservata la sicura presenza di sali idrati, tracce di colate che ci dicono che deve essere scorsa dell'acqua liquida nella quale erano presenti sali.
È importane sottolineare come l'acqua possa risalire solo al passato perchè su Marte, con un'atmosfera così sottile e a quelle temperature, non può esistere acqua liquida. Al massimo può esistere per pochi minuti dato che evapora poco dopo.
Comunque l'osservazione fatta si tratta di un'eccellente conferma di quanto già trovato in passato. Non so se definirla una grande scoperta».
Allora qual è la novità dello studio pubblicato se sapevamo già della presenza di acqua su Marte? «Noi sapevamo già dell'esistenza di una quantità consistente di acqua in profondità grazie a dei radar speciali che hanno rilevato diversi strati di ghiaccio.
La novità sta nel fatto che non avevamo mai osservato così bene dei sali idrati sulla superficie.
È stata fatta un'analisi dettagliata dei sali che sono una sorta di firma della presenza di acqua salata.
In passato avevamo solo un'evidenza delle colate di questi sali, ora abbiamo una misura dettagliata».
In che modo abbiamo ottenuto quest'analisi più dettagliata? «Grazie al satellite americano Mars Reconnaissance Orbiter che gira intorno a Marte ormai da molti anni.
A bordo sono presenti degli strumenti che rendono possibile l'analisi della superficie di Marte e così sono riusciti a rilevare la presenza di sali idrati. Certo che uno studio su campioni prelevati dalla superficie marziana sarebbe molto più interessante».

Da dove proviene quest'acqua salata? «Probabilmente proviene da un ghiacciaio sotterraneo che quando si scioglie fa fuoriuscire acqua sulla superficie. Essendo salata potrebbe rimanere liquida più a lungo e quindi scorrere sulla superficie stessa. Però gli stessi autori dello studio dicono di non aver capito l'origine dell'acqua salata. Il meccanismo più logico rimane comunque lo scioglimento di ghiaccio in acqua».
C'è vita su Marte? «Di sicuro l'osservazione di acqua salata ne aumenta la possibilità. Prendendo come esempio il deserto Atacama in Cile, simile a Marte per aridità, lì si trovano comunità di colonie di microbi alofili. Una forma analoga di vita elementare potrebbe esistere anche su Marte».
Ora una missione umana su Marte diventa più probabile? «No, dal mio punto di vista non cambia nulla. Se l'obiettivo è quello di trovare nuove risorse d'acqua è meglio andarle a cercare nei crateri delle comete, dove è presente ghiaccio non salato e quindi utilizzabile».

Nuove simulazioni fanno luce 

sul processo di formazione dei rivoli:

Il processo funziona come segue: un grosso masso appoggiato sulla superficie di Marte a certe latitudini getta un’ombra sul terreno nel periodo invernale, dove non arriva mai la luce del Sole direttamente.

L’area continuamente ombreggiata dietro il masso è molto fredda, così fredda che il ghiaccio d’acqua vi si accumula nei periodi freddi vicini all'afelio. 

Quando il Sole si alza di nuovo in primavera e nel periodo verso il perielio, il ghiaccio si riscalda improvvisamente. Nei calcoli dettagliati del modello, la temperatura sale da -128° C al mattino prima dell'alba, fino a -10° C a mezzogiorno, un cambiamento enorme nel corso di un quarto di giorno. 

In così poco tempo, non tutto il ghiaccio si disperde nell’atmosfera sublimando.

Il sale abbassa il punto di fusione dell'acqua, quindi su terreni ricchi di sale, il ghiaccio d’acqua si scioglierà a -10° C. Salamoie o pozze di acqua salata si formeranno effimeramente fino a quando tutto il ghiaccio non si sarà trasformato prima in liquido poi in vapore. 

L’anno successivo, il processo si ripete.

Un lago sotterraneo:
Invece le analisi radar condotte dal 2012 al 2015 dalla sonda Mars Express hanno permesso di rilevare senza alcun dubbio una distesa di acqua salata allo stato liquido sotto la calotta polare australe.

Una ricerca tutta italiana, di Orosei e colleghi, ha scoperto un'enorme riserva di acqua liquida sotto la superficie marziana in corrispondenza del Polo Sud. Potrebbe trattarsi di acqua salmastra che rimane allo stato liquido, nonostante le bassissime temperature, anche per effetto della pressione del ghiaccio sovrastante, come avviene per i laghi sub-glaciali scoperti sulla Terra, si trova a un chilometro e mezzo di profondità, e si estende trasversalmente per 20 chilometri sotto la calotta polare meridionale di Marte.
Rimane solo da spiegare se effettivamente il punto di fusione dell’acqua in quelle condizioni (temperatura intorno a -74 °C, e la pressione di 1,5 chilometri di coltre glaciale sovrastante), sia talmente basso da giustificare la presenza di acqua allo stato liquido. L’ipotesi di Orosei e colleghi è che nell’acqua marziana siano disciolti sali di magnesio, calcio e sodio, presenti in abbondanza nelle rocce di Marte, che rendono l’acqua salmastra, abbassandone ulteriormente la temperatura di solidificazione.

Depositi di ghiaccio, coperti da polveri e sabbie portati dalle tempeste perieliche:
Si ipotizza che alcuni bacini gelati con notevoli spessori di ghiaccio possono trovarsi nelle pianure del nord sepolti da uno strato di polveri depositate dalle grandi tempeste di sabbia che si scatenano il prossimità del perielio, come dimostrerebbe l'immagine sottostante, simile al Pak terrestre.

( Un oceano ghiacciato..... ).

( La mappa rivela i depositi di ghiaccio e la profondità a cui sono sepolti dallo strato di detriti, che nelle zone evidenziate va da 10 cm fino ad un massimo di 1m ).

Tracce di fiumi e laghi, la dove un tempo scorreva l'acqua:

( Amenthes Planum , zona sud-est - Tracce di fiumi segno dell'erosione dallo scorrere dell'acqua in superficie ).

Grazie ai dati raccolti dalla sonda Mars Express, un gruppo di ricerca ha potuto confermare quella che finora era solo un’ipotesi teorica, cioè l’antica presenza di un sistema globale ed interconnesso di laghi sotterranei, alcuni dei quali sembrano contenere minerali cruciali per il sostentamento di forme di vita.
In pratica, i ricercatori hanno analizzato una serie di 24 profondi crateri, dove hanno rintracciato strutture geologiche – come canali, vallate, bacini – che hanno richiesto la presenza di acqua liquida per formarsi.
Il fondo dei crateri analizzati si trova ad almeno 4 km sotto l’attuale “livello zero” marziano, una soglia, quest’ultima, arbitrariamente stabilita dagli scienziati come riferimento in base alle quote e alla pressione atmosferica del pianeta.
Molti dei crateri presi in considerazione contengono molteplici strutture geologiche che, secondo gli scienziati, testimoniano non solo la formazione in presenza di acqua, ma anche del suo recedere e avanzare nel tempo nei laghi sotterranei.
Questo sistema globale di laghi sotterranei sarebbe esistito circa 3.5 miliardi di anni fa in relazione al grande oceano nella zona nord di Marte.
La nuova ricerca ha pure trovato sul fondo di cinque tra i vari crateri analizzati, i segni di minerali che, sulla Terra, sono legati alla comparsa della vita: varie argille, carbonati, silicati. Una testimonianza in più a favore dell’ipotesi che questi bacini abbiano potuto ospitare, un tempo, tutti gli ingredienti per lo sviluppo e il mantenimento di forme di vita.

( Nel grafico sono evidenziati i vari momenti dell'evoluzione del fondo dei crateri analizzati, con l'abbassarsi del livello di falda acquifera, dove restano indelebili le tracce della presenza di acqua liquida ).

Frane e valanghe:
Ogni primavera, dalle scogliere del polo nord di Marte, cadono valanghe di polvere, rocce e ghiaccio, quando le temperature iniziano ad innalzarsi. Questo aumento di temperatura destabilizza la massa di ghiaccio, frammentandola, e facendo cadere tutti questi frammenti attraverso le scogliere, formando queste spettacolari valanghe che la telecamera "HiRISE" che viaggia a bordo del Mars Reconaissance Orbiter, è stata in grado di fotografare.

( Questa immagine è stata scattata il 29 maggio 2019 ).

( Frana in shalbatana vallis ).

Un nuovo studio, condotto dall’Ucl utilizzando le immagini scattate dal Mars Reconnaissance Orbiter della Nasa, ha dimostrato che le creste giganti presenti sulla superficie delle frane marziane potrebbero essersi formate senza l’intervento del ghiaccio.

Dettagliate immagini tridimensionali di una vasta frana sulla superficie di Marte, che si estende su un’area di oltre 55 chilometri di larghezza, sono state analizzate per capire come si sono formati i solchi in essa evidenti, insolitamente lunghi e larghi, presumibilmente formatisi circa 400 milioni di anni fa. La regione studiata si trova nella Coprates Chasma, una valle molto grande, lunga ben 966 km, situata all’interno della regione della Valles Marineris.

Per studiare il rapporto tra l’altezza delle creste e la larghezza dei solchi, rispetto allo spessore del deposito di frana, sono state analizzate sezioni trasversali della superficie marziana nel Coprates Chasma. È stato scoperto che le strutture mostrano gli stessi rapporti di quelli comunemente osservati negli esperimenti di fluidodinamica usando sabbia, suggerendo pertanto che uno strato di base rocciosa, instabile e asciutta, riesca ad agire come un analogo strato ghiacciato, nel creare le vaste formazioni riscontrate. Laddove i depositi di frana sono più spessi, le creste arrivano a un’altezza di 60 metri e i solchi sono larghi quanto otto piscine olimpioniche. Le strutture cambiano quando i depositi si diradano verso i bordi della frana. Qui, le creste sono poco profonde a 10 metri di altezza e sono più vicine tra loro.

«La frana marziana che abbiamo studiato», dice Tom Mitchell, professore di geologia dei terremoti e fisica delle rocce alla Ucl Earth Sciences e coautore dell’articolo, «copre un’area più ampia della contea della Grande Londra e le strutture al suo interno sono enormi. Anche la Terra potrebbe ospitare strutture simili, ma sono più difficili da vedere, e le nostre morfologie vengono erose molto più velocemente di quelle su Marte, a causa della pioggia. Anche se non escludiamo la presenza di ghiaccio, sappiamo che il ghiaccio non è stato necessario per formare le lunghe scanalature che abbiamo analizzato. Le vibrazioni delle particelle di roccia posso essere state in grado di avviare un processo di convezione che potrebbe aver causato la caduta di strati di roccia più densi e pesanti e l’aumento di rocce più leggere, in un modo simile a quanto accade nelle nostre case, dove l’aria calda meno densa sale sopra il radiatore. Questo meccanismo ha spinto il flusso di depositi fino a 40 km di distanza dalla fonte montana, ad altissime velocità».

LINK:
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12734-0 

I fiumi di Marte:
La superficie di Marte è solcata dai letti di antichi fiumi, che furono numerosi ed ebbero una notevole portata fino a meno di un miliardo di anni fa, cioè fino a un'epoca più recente di quanto stimato finora. Lo rivela un nuovo studio basato sui modelli di elevazione della superficie del Pianeta Rosso, che solleva nuove questioni sulla sua storia idrogeologica.

Depositi fluviali registrati nella documentazione stratigrafica dell'era Noachiana di Marte:
Grandi fiumi che scorrendo creavano canali e banchi di sabbia: accadeva su Marte 3,7 miliardi di anni fa. La ricerca internazionale pubblicata su Nature ricostruisce quell'antichissimo paesaggio, a cura di Francesco Salese (International Research School of Planetary Sciences (Irsps) dell'Università d'Annunzio di Pescara - Università olandese di Utrecht).

Le caratteristiche della zona studiata sul bordo nord-ovest di Hellas, indicano che su Marte con altissima probabilità c'erano molti grandi fiumi, che oggi sono probabilmente sepolti e che probabilmente sono esistiti per un lungo periodo, anche oltre 100.000 anni, ha detto Salese, esperto di geologia planetaria, che ha condotto la ricerca con William McMahon, dell'Università di Utrecht, coadiuvati anche da ricercatori francesi, olandesi e britannici.

Il fiume, i cui depositi sono visibili nella falesia marziana di Izola, oltre 3,7 miliardi di anni fa attraversava una grande pianura nel bordo nord-occidentale del bacino di Hellas nell'emisfero Sud di Marte, sfociando molto probabilmente nel bacino di Hellas, che miliardi di anni fa avrebbe ospitato il più grande lago marziano, profondo oltre sette chilometri e dal diametro di 2.300 chilometri.

( Mappa topografica Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) centrata sul bordo nord-occidentale del bacino di Hellas, che mostra una depressione (blu / viola) nell'angolo in basso a destra al centro, gli altopiani crateri (marrone-arancio) nell'angolo in alto a sinistra e la posizione dello sperone studiato all'interno del riquadro rosso. La freccia magenta indica la direzione dell'inclinazione della superficie odierna ).

I depositi fluviali sono stati scoperti grazie alle immagini inviate a Terra dallo strumento HIRISE (HIgh Resolution Imaging Science Experiment) del satellite Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) della Nasa. Ed è la prima evidenza di rocce sedimentarie esposte in falesia, che mostrano canali formati da grandi fiumi attivi su Marte più di 3,7 miliardi di anni fa.
Nella parete sono visibili strutture a forma di U, la più recente delle quali risale a 3,7 miliardi di anni fa, e che indicano il modo in cui il corso del fiume è cambiato nel tempo. Le immagini del satellite hanno permesso di individuare una struttura rocciosa ben esposta e preservata alta 200 metri, lunga un chilometro e mezzo e con le pareti a picco.



I sedimenti si sono depositati in decine di migliaia di anni e ci dicono che su Marte dovevano esserci condizioni ambientali tali da permettere di avere corsi d'acqua di grande portata e un ciclo dell'acqua in cui le precipitazioni avevano un ruolo importante.
Le evidenze geologiche di questo tipo sono anche cruciali per cercare forme di vita.

le immagini ad alta risoluzione ci hanno permesso di leggere le rocce marziane come se fossimo davvero molto vicini, ha detto ancora il ricercatore.
La chiave di lettura delle rocce, ha osservato McMahon, è la stessa che sulla Terra permette di ricostruire la storia geologica del pianeta attraverso i sedimenti.

LINK : https://www.nature.com/articles/s41467-020-15622-0 

( Vista della Mediavalle del Reull ).

Persistenza Climatica di un intenso deflusso fluviale nella storia di Marte:
Leggi (EN): “Persistence of intense, climate-driven runoff late in Mars history”, di Edwin S. Kite, David P. Mayer, Sharon A. Wilson, Joel M. Davis, Antoine S. Lucasand e Gaia Stucky de Quay.
Qui di seguito ne riportiamo un riassunto:

( Immagine di un canale fluviale fossile di Marte presa da un satellite in orbita. I colori sovrapposti mostrano le diverse altitudini, blu per quelle minori, giallo per quelle maggiori.
Crediti: Nasa/Jpl/Univ. Arizona/UChicago ).

Un nuovo studio dell’università di Chicago ha catalogato le tracce dei fiumi di Marte. Secondo questo studio, pubblicato su Science Advances, non solo i corsi d’acqua marziani erano in passato più vasti di quelli presenti oggi sulla Terra, ma erano presenti in numero elevato ed il loro flusso sarebbe anche stato più impetuoso, e sarebbe avvenuto fino a tempi assai più recenti di quanto si ipotizzasse.

Comunque non sappiamo ancora con certezza che tipo di clima abbia alimentato le precipitazioni che portarono a questi corsi d’acqua, alcuni ritengono caldo e umido, altri freddo e secco.
Attraverso le immagini di canali fluviali fossili ben conservati, dei dati come larghezza, pendenza del letto del fiume e dimensione della ghiaia presente al fondo e con l’ausilio di modelli che rappresentano l’andamento della superficie del suolo di oltre 200 antichi letti di fiumi marziani, i ricercatori hanno calcolato l’intensità del flusso d’acqua  e le dimensioni dei loro alvei.
Questi fiumi circa due volte più grandi di quelli sulla Terra, e con un flusso che andava dai 3 ai 20 kg di acqua per metro quadrato al giorno e che sarebbe continuato almeno fino a tre miliardi di anni fa, ma si ipotizza che probabilmente  il fenomeno possa essersi esteso fino a un miliardo di anni fa e oltre.

Quindi, nello studio del clima marziano, potrebbe essere necessario tenere conto di un forte effetto serra, responsabile del mantenimento del pianeta con temperature diurne al di sopra del punto di congelamento dell’acqua.

( Fig. 1 distribuzione globale dei dati. La maggior parte dei nostri dati sono per i fiumi dopo i 3,4 Miliardi di anni. Misurazioni di larghezza (A) e lunghezza d'onda a 104 nanometri (B).
Alcune misurazioni sono troppo ravvicinate per essere distinte con questa scala. Usiamo posizioni spaziali dei dati per identificare 10 gruppi distinti, etichettati da 1 a 10.
Ogni gruppo è rappresentato da cerchi di colori diversi.
La posizione del Mars Science Laboratory (MSL) Rover, è mostrato per riferimento.
Per il confronto, i puntini grigi mostrano la posizione delle valli , mappate per lo più prima dei 3,4 miliardi di anni. Lo sfondo è la topografia del laser altimetro Mars Orbiter, ritagliata ad altitudini di − 6 km (blu) e 8 km (rosso). ).

( Dao-Niger valles a sinistra e la Harmakhis vallis a destra, in Hellas planitia ).

Nirgal Vallis, una rete fluviale fossile su Marte:
(Zona 5 nella cartina sopra).
Si tratta di una rete di canali fluviali fossili che si estende sulla superficie di Marte per oltre 700 chilometri. Un’estensione che fa di Nirgal Vallis una delle più lunghe reti di letti fluviali presenti sul pianeta. Creato dall'azione di acqua corrente e da vari impatti di corpi rocciosi con la superficie marziana, è un sistema di canali che si trova a sud dell’equatore e la cui età sarebbe compresa tra i 3,4 e i 4 miliardi di anni.

( Topografia di Nirgal Vallis, il sistema di canali fossili osservato dall’orbiter Mars Express dell’Esa. Come indicato nella scala in alto a destra, in blu e viola sono mostrate le regioni a minore latitudine; in bianco, giallo e rosso sono mostrate invece quelle a latitudini maggiore. L’immagine è stata ottenuta dalla High Resolution Stereo Camera dell’orbiter Mars Express il 16 novembre 2018, durante l’orbita 18818. La risoluzione al suolo è di circa 14 m/pixel e le immagini sono centrate a circa 315 gradi est e 27 gradi sud. Il nord è a destra. Crediti: Esa/Dlr/Fu Berlin ).

La parte di Nirgal Vallis osservata è quella che si trova verso l’estremità ovest dell’insieme di canali. È un tipo di rete fluviale caratterizzata da tante ramificazioni le cui terminazioni, piuttosto che finire in maniera netta e brusca, hanno una forma semicircolare che ricorda quella di un antico anfiteatro greco. Il fondo è liscio, regolare, e le ripide pareti, se tagliate in sezione trasversale, hanno una inconfondibile forma a ‘U’. Profondi 200 metri e larghi 2 chilometri, questi alvei sono stati interamente ricoperti di sabbia dall’azione del vento marziano che soffiava nella stessa direzione dei canali. L’altra estremità, quella a est, è meno ramificata e si apre nell’ampia Uzboi Vallis che probabilmente è un lago grande e antico che si è prosciugato anch'esso molto tempo fa.

Nirgal Vallis , insieme a Nanedi Valles ed Echus Chasma, altre due strutture geologiche presenti su Marte, sono esempi marziani di queste affascinanti caratteristiche terrestri onnipresenti all’equatore marziano. Ciò indica che queste aree avevano un tempo un clima molto più mite e  simile a quello della Terra.

Gli scienziati concordano nel dire che un tale sistema si sia formato in modo analogo alle reti fluviali morfologicamente simili presenti sulla Terra. Non sembrano esserci affluenti secondari che lo hanno alimentato ma potrebbero essere stati cancellati dalle tempeste di sabbia, ma è anche probabile che l’acqua sia stata fornita da una concomitanza di precipitazioni e dal flusso d’acqua superficiale proveniente dal terreno circostante. Anche se gli scienziati non escludono una terza possibile via, quella di un fenomeno che si verifica quando l’acqua, bloccata nel suo percorso verticale dalla superficie alla falda acquifera da uno strato impermeabile, filtra lateralmente fino a riversarsi nel canale.

Delta fluviali:
Durante gli ultimi due decenni, grazie all’aumentata disponibilità di immagini ad alta risoluzione, sono state identificate decine di possibili depositi fluviali di tipo deltizio probabilmente depositatisi in antichi laghi marziani. Questo tipo di depositi sedimentari sono considerati tra le evidenze principali per sostenere l’idea che anticamente Marte abbia avuto condizioni climatiche favorevoli per la presenza di acqua liquida sul pianeta.
Tuttavia, non è ancora ben definita la quantità di tempo necessaria per formare i delta marziani. Alcune stime propendono per tempi di formazione dell’ordine dei giorni o anni, altre indicazioni sembrerebbero suggerire intervalli dell’ordine dei millenni, o anche qualche milione di anni. Tali incertezze impediscono di stabilire in maniera univoca se i depositi deltizi marziani siano univocamente il risultato di attività idrologica stabile e duratura in un clima pseudoterrestre, o se questi possano essere il prodotto di attività idrologica effimera e transiente generata da meccanismi locali, quali ad esempio attività vulcanica, tettonica, impatto di meteoriti o comete, che potrebbero aver fuso del ghiaccio sotterraneo generando dei flussi di acqua senza necessariamente richiedere condizioni climatiche clementi.

Il lavoro, concepito e realizzato principalmente presso l’Inaf Abruzzese, ha preso in considerazione tutti i possibili delta fluviali attualmente noti su Marte, effettuando un bilancio volumetrico quantitativo tra i sedimenti erosi nelle valli fluviali e quelli depositati nei possibili delta.
I risultati dello studio, hanno evidenziato che il 70% dei depositi analizzati presenta un rapporto tra volume delle valli e volume dei delta vicino all’unità.
Questo implica che, per la maggior parte dei delta fluviali marziani, non c’è stata dispersione dei sedimenti oltre la foce, e che quindi il bacino che riceveva i flussi di acqua e sedimenti non era stabilmente riempito di acqua in cui i sedimenti potevano in parte dispersi in sospensione.
Tali risultati, quindi, suggeriscono che la maggior parte dei possibili delta marziani potrebbero essersi formati principalmente da flussi di acqua e sedimenti depositatisi principalmente in condizioni subaeree e non necessariamente in condizioni climatiche favorevoli alla presenza stabile di acqua liquida, esistono comunque un 30% dei casi dove il delta sfociava un un deposito d'acqua lacustre, come nel caso del cratere Eberswalde.

( Delta fluviale nel cratere Eberswalde ).

( Delta fluviale nel cratere Jezero ).

PRECIPITAZIONI 

E PALEOLAGHI

Introduzione: 

La diffusa presenza delle caratteristiche fluvio-lacustri su Marte supportano l'ipotesi di un lungo periodo con un flusso e accumulo di acqua in un passato più caldo e umido. 

Tuttavia, gli attuali modelli climatici marziani sono stati incapaci di ricreare le condizioni necessarie richieste per sostenere un clima umido persistente. 

I set di dati orbitali e interni hanno rivelato l'esistenza di oltre 400 paleolaghi su Marte, che possono essere suddivisi in laghi a bacino aperto e chiuso. I laghi a bacino aperto richiedono quel quantitativo di acqua sufficiente, che accumulata possa poi riempire e sovrastare il confine topografico del bacino, fornendo un minimo vincolo sui volumi d'acqua richiesti.

Al contrario, i laghi a bacino chiuso forniscono la massima quantità d'acqua, cioè i volumi che permettono che essi non siano traboccati. 

È importante sottolineare che se sono alimentati da sottoinsiemi di laghi a bacino aperto e chiuso e

reti di vallate si presume siano state originate da precipitazioni durante l'era della formazione della rete valliva, cioè prima dei 3,7 miliardi di anni fa, e ciò può essere utilizzato quantitativamente per limitare nel tempo le precipitazioni e l'inizio dell'aridità durante le prime ere di Marte.

Metodi:

Abbiamo combinato analisi topografiche e bilanci idrologici standard per quantificare la precipitazione integrata nel tempo per una data zona umida di un lago. 

Per ogni lago a bacino aperto e chiuso alimentato dalla rete di valle abbiamo compilato tre principali misure morfometriche: 

 - 1) area del lago, AL, 

 - 2) volume del lago, VL 

 - 3) insenatura area spartiacque, AW (Fig. 1 a,b). 

Per i laghi a sistemi chiusi, le dimensioni corrispondono ai contorni di elevazione massima

prima che si sarebbe verificato il trabocco del bordo del cratere; per i sistemi aperti, applichiamo lo stesso metodo ignorando lo sbocco esistente per stimare la loro geometria. 

Abbiamo poi classificato ulteriormente un sottoinsieme di laghi come sistemi accoppiati, in cui i laghi a bacino chiuso e aperto sono idrologicamente collegati (Fig. 1c). 

Utilizzando un'equazione di bilancio idrico standard per un dato bacino idrologico, definiamo un tasso di riempimento netto del lago con geometrie misurate a cui sono correlate evaporazione e precipitazioni. I limiti di evaporazione (cioè aridità) possono essere vincolati da geometrie lacustri a bacino aperto. Quindi, integrando l'espressione di riempimento del lago su una data scala temporale dell'episodio bagnato, (t), abbiamo derivato minimo e precipitazione cumulativa massima, (Pt), rispettivamente per 54 laghi a bacino aperto e 18 laghi a bacino chiuso.

( Figura 1a - Lago a bacino aperto - La O indica l'apertura ).

( Figura 1b - Lago a bacino chiuso ).

( Figura 1c - Bacino misto con un lago aperto ed un bacino chiuso ).

Risultati:

I valori delle precipitazioni possono essere valutati come una media, sia globale che in termini di spazio di variabilità.

Distribuzione di frequenza: 

I valori della precipitazione calcolata sono mostrati in Fig. 2. 

Le distribuzioni di frequenza di (Pt) min da laghi a bacino aperto, e (Pt) max da laghi a bacino chiuso seguono ampiamente la normale distribuzione logaritmica. 

Le medie logaritmiche per bacini aperti sono 4 m, e le distribuzioni dei laghi a bacino chiuso sono di 154 m, rispettivamente. Prendiamo questi per rappresentare il probabile

intervallo di precipitazioni minime e massime a livello globale.

L'inclusione di perdite di acque sotterranee o la rimozione di laghi a bacino chiuso con bordi depressi non modifica le distribuzioni in modo significativo. I sistemi accoppiati lo sono rappresentati in Fig. 2. Tutti i valori sono auto-coerenti in modo tale che:

(Pt) max dal lago a bacino chiuso è sempre maggiore di (Pt) min dal lago a bacino aperto collegato.

Distribuzione spaziale:

Le precipitazioni con il minimo più alto si trovano intorno a Margaritifer Terra e in Terra Sabaea, suggerendo che questi erano probabilmente le regioni più umide. Al contrario, precipitazioni massime più basse si verificano in Tyrrhena Terra, suggerendo che potrebbe essere stato un posto relativamente più secco. 

Questo è in stretto accordo con la mappatura della densità della rete valliva che suggeriscono che la Margaritifer Terra e la Terra Sabaea sono le regioni con più sistemi fluviali campionati. 

Le precipitazioni limitate i cui valori sono coerenti con un clima umido a livello globale, con un modello di precipitazione complesso, che aumenta verso l'ovest del bacino di Hellas. 

Questa eterogeneità sottolinea l'importanza di incorporare i modelli climatici 3-D globali per studiare l'evoluzione geomorfologica dell'inizio di Marte, che probabilmente non può essere caratterizzato da a

clima unico, spazialmente uniforme. 

Gli indici di aridità minimi calcolati, (AI), richiesti per ogni lago di bacino aperto suggerisce che il più umido dei luoghi su Marte non erano più aridi delle Grandi Pianure in USA [AI > 0,2].

Discussione:

Gli attuali modelli climatici su l'antico periodo di Marte lavorano per determinare i modelli di precipitazione e la disponibilità di acque superficiali, nonché di districare l'importanza relativa di obliquità, nuvole, polvere, vulcanismo e impatti. 

Ad esempio, le scorte di acqua stimata per l'inizio di Marte vanno da ~150 m a +5000m GED [profondità equivalente globale].

I limiti di precipitazione suggeriscono che i bacini di Paleolaghi potrebbero avere fornito con l'attuale inventario dell'acqua circa 20-30 m GED. 

Quando ciò è combinato con le precedenti stime dei tassi di deflusso marziano [0,1-60 cm/giorno] il nostro intervallo di precipitazione suggerisce una durata di episodi umidi di (t) ~ 0,2–420 anni con flusso continuo (assumendo (n) intermittenze). Sottolineiamo che (t) è probabile che sia solo uno dei tanti episodi umidi in un clima umido ricorrente, evidenziato dalla quantità relativa di incisione attraverso lo spartiacque.

È importante sottolineare che i nostri parametri morfometrici sono governati da geometrie definite da larga scala topografia costante sulla scala temporale fluviale e meno suscettibile alle modificazioni post-fluviali. Andando in avanti, il nostro clima ottimale e le precipitazioni minime con le stime di aridità hanno il potenziale per funzionare come predittori integrati nel tempo dei modelli climatici globali, migliorando la nostra comprensione fondamentale dell'evoluzione del clima planetario e della passata abitabilità del primo periodo marziano.

LINK : https://core.ac.uk/download/pdf/323104366.pdf 

( Ricostruzione grafica del lago presente nel cratere Gale ).

Atmosfera:

L'atmosfera marziana si compone principalmente di anidride carbonica (95%), azoto (2,7%), argon (1,6%), vapore acqueo, ossigeno e monossido di carbonio.

Presenza di metano:  
È stato definitivamente provato che è presente anche metano nell'atmosfera marziana e in certe zone anche in grandi quantità e la concentrazione media si aggirerebbe comunque sulle 10 ppb per unità di volume. 

Dato che il metano è un gas instabile che viene scomposto dalla radiazione ultravioletta solitamente in un periodo di 340 anni nelle condizioni atmosferiche marziane, la sua presenza indica l'esistenza di una fonte relativamente recente del gas. 

Tra le possibili cause vi possono essere l'attività vulcanica, l'impatto di una cometa e la presenza di forme di vita microbiche generanti metano. Un'altra possibile causa potrebbe essere un processo non biologico dovuto alle proprietà della serpentinite di interagire con acqua, anidride carbonica e l'olivina, un minerale comune sul suolo di Marte.

^{( Concentrazione del Metano in Parti Per Miliardo ppb ).}

Nel 2019 era stato ipotizzato come piccole fuoriuscite di metano dal sottosuolo marziano si concentrino di notte sulla superficie per poi dissolversi in atmosfera durante il giorno, con l’aumentare della temperatura. Ora, grazie a nuove misurazioni di Curiosity, le previsioni di allora sono state confermate e la discrepanza tra i valori rilevati dal Tgo dell’Esa e dal Tls della Nasa sembra in parte risolta.

Il team del laboratorio Sam di Curiosity, sconcertati dalle scoperte dell’orbiter europeo, hanno immediatamente iniziato a esaminare nuovamente le misurazioni del Tls su Marte. Alcuni esperti avevano infatti suggerito che il rover stesso stesse rilasciando il gas. «Abbiamo esaminato le correlazioni con il puntamento del rover, il terreno, la frantumazione delle rocce, il degrado delle ruote», riferisce Webster. 

Oggi, gli scienziati hanno riportato i risultati delle loro analisi sulla rivista Astronomy & Astrophysics, confermando un quantitativo di metano che, nel cratere Gale e di notte, mediamente si aggira intorno a 0,52 parti per miliardo di volume, equivalente a circa un pizzico di sale diluito in una piscina olimpionica, con picchi fino a 20 parti per miliardo di volume.

Mentre il team del laboratorio SAM lavorava per esaminare le misurazioni, un altro membro del team scientifico di Curiosity, John E. Moores della York University di Toronto, nel 2019 pubblicò un’ipotesi interessante per spiegare i risultati contrastanti ottenuti dai due strumenti: e se i risultati di Curiosity e del Trace Gas Orbiter fossero entrambi giusti?

Moores, così come altri membri del team di Curiosity che studiano i modelli del vento nel cratere Gale, ipotizzarono che la discrepanza tra le misurazioni del metano dipendesse dall’ora del giorno in cui erano state effettuate. Poiché necessita di molta potenza, il Tls funziona principalmente di notte, quando nessun altro strumento di Curiosity funziona. 

L’atmosfera marziana di notte è quieta, quindi il metano che fuoriesce dal terreno si accumula vicino alla superficie, dove Curiosity può rilevarlo. D’altra parte, il Trace Gas Orbiter richiede la luce solare per individuare il metano a circa 5 chilometri sopra la superficie. «Qualsiasi atmosfera vicino alla superficie di un pianeta attraversa un ciclo giornaliero», spiega Moores. Il calore del Sole agita l’atmosfera, con l’aria calda che sale e l’aria fredda che scende. Pertanto, il metano che di notte è confinato vicino alla superficie, durante il giorno viene mescolato nell’atmosfera in un volume molto più ampio, che lo diluisce a livelli non rilevabili.

( Questo diagramma mostra i possibili modi con cui il metano potrebbe crearsi e disgregarsi nell’atmosfera di Marte. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Sam-Gsfc/Univ. of Michigan ).

Il team di Curiosity ha quindi deciso di testare la previsione di Moores facendo le sue prime misurazioni diurne ad alta precisione, ottenendo valori pari a circa 0.05 parti per miliardo di volume. 

Il Tls ha misurato il metano in modo continuativo nel corso di un intero giorno marziano, mettendo a confronto una misurazione notturna con due misurazioni diurne. In ogni esperimento, Sam ha aspirato l’aria marziana per due ore, rimuovendo continuamente l’anidride carbonica che costituisce il 95 per cento dell’atmosfera del pianeta. 

Questa procedura ha lasciato un campione concentrato di metano che il Tls ha potuto facilmente misurare facendo passare un raggio laser a infrarossi attraverso il campione molte volte, alla lunghezza d’onda della luce che viene assorbita dal metano. «John aveva previsto che il metano scendesse a zero durante il giorno e le nostre due misurazioni diurne lo hanno confermato», afferma Paul Mahaffy, Principal Investigator di SAM. 

Inoltre, la misurazione notturna del Tls rientra perfettamente nella media che il team aveva già stabilito in precedenza.

LINK : “Day-night differences in Mars methane suggest nighttime containment at Gale crater“.

Ciclo della CO2 :

Le calotte polari di Marte sono composte da una miscela di ghiaccio d'acqua e di anidride carbonica congelata.
Durante la primavera marziana, quando le temperature sul pianeta aumentano, l'anidride carbonica (CO2) sublima: passa cioè direttamente dallo stato solido a quello gassoso.
L'anidride carbonica gassosa fuoriesce dalla superficie del pianeta, smuovendo di conseguenza il suolo e creando le particolari figure visibili nell'immagine.

 ( In foto l'immagine delle zone polari, con i segni della sublimazione. Credit: NASA/JPL/University of Arizona ).

Nubi:

Il rover Curiosity della Nasa ha catturato queste nubi il 7 maggio 2019, il 2400esimo giorno marziano, o Sol, della sua missione. 

Curiosity ha utilizzato le sue fotocamere di navigazione in bianco e nero per scattare la foto, dove sono probabilmente presenti nubi di ghiaccio d’acqua a circa 31 chilometri sopra la superficie. 

Queste nuvole sono formate da piccoli cristalli di ghiaccio, formatesi dalla condensazione del poco vapore acqueo presente nell'atmosfera marziana, dovuto alla sublimazione dei ghiacci nella stagione di Perielia, cioè quando il pianeta si avvicina maggiormente al Sole.

(foto da Curiosity - Crediti: Nasa/Jpl-Caltech).

Meteorologia:
E' possibile consultare un bollettino meteorologico quotidiano gentilmente offerto dalla Nasa.
E potrete vedere come varia la temperatura, la pressione ed i venti.
Le giornate, dette SOL, su Marte presentano notevoli escursioni termiche a causa della tenue atmosfera.

METEO MARTE DA
ELYSIUM PLANITIA

I dati forniti dalla sonda NASA InSight, ammartata presso Elysium Planitia il 1° Simud 191 (EM), sono sostituiti dai dati del rover Curiosity, che si trova nel cratere Gale.

Man mano che più dati da un particolare sol vengono downlinkati dal veicolo spaziale (a volte diversi giorni dopo), questi valori vengono ricalcolati e di conseguenza possono cambiare man mano che vengono ricevuti più dati sulla Terra.

ATTENDETE QUALCHE SECONDO PER CARICARE LA GRAFICA E I DATI.

( CLICCATE SULLE ''C'' PER AVERE LE TEMPERATURE IN GRADI CELSIUS ).

Per gli altri dati : '' https://mars.nasa.gov/msl/weather/ ''.

Dati del rover PERSEVERANCE dal cratere Jezero:

ATTENDETE QUALCHE SECONDO PER CARICARE LA GRAFICA E I DATI.

( CLICCATE SULLE ''C'' PER AVERE LE TEMPERATURE IN GRADI CELSIUS ).

Per gli altri dati : ''https://mars.nasa.gov/mars2020/weather/''.

( Panorama del cratere Gale - Curiosity NASA ).

( Panorama dal sito di Insight presso Elysium Planitia ).

( Un tramonto su Marte - Cratere Gale by Curiosity , sul bordo sud della pianura di Elysium ).

Grafici andamento:

Vi riportiamo una serie di grafici a campione che riportano l'andamento di TEMPERATURA, PRESSIONE, VENTO, presi a campione come esempi dei vari periodi, dal lander INSIGHT presso Elysium planitia.

( SOPRA durante i Sol 83 - 84 - 85 dopo l'arrivo della sonda, cioè il 22-23-24 di Hoatinh il secondo mese del periodo di Cisafelia ).

( SOTTO durante i Sol 374 - 375 - 376 dopo l'arrivo della sonda, cioè il 13-14-15 di Tiu il quinto mese del periodo di Transafelia ).

( SOPRA - durante i Sol 428 - 429 - 430 , 7-8-9 di Reull 192 ).

( Resoconto di tutti i dati registrati fino ad inizio 2021 ).

I VENTI DI MARTE - VIDEO:

I VENTI DI MARTE offerto da Media INAF

La sonda Nasa MAVEN, ha documentato per la prima volta i modelli globali di circolazione del vento nell’atmosfera superiore di Marte, da 120 a 300 chilometri sopra la superficie.
Lo studio, è stato condotto da un gruppo di scienziati dell’Università del Maryland guidati da Mehdi Benna che hanno utilizzato lo strumento Ngims (Natural Gas and Ion Mass Spectrometer) uno spettrometro non progettato per raccogliere le misurazioni del vento.
La ricerca, è parte di un esperimento unico: testare le parti fisse dello spettrometro e farle oscillare avanti e indietro come un tergicristallo per raccogliere un nuovo tipo di dati che hanno migliorato la conoscenza dell’atmosfera superiore di Marte della circolazione dei  venti  marziani e terrestri.
Dopo aver effettuato una serie di analisi preliminari, Benna e i suoi colleghi hanno raccolto dati per due giorni al mese, nel biennio 2016-2018.

Nel complesso, i modelli di circolazione media, nel susseguirsi delle stagioni, sono apparsi molto stabili, ed il dato sorprendente è arrivato quando gli scienziati hanno analizzato la variabilità nel breve periodo dei venti nell’atmosfera superiore, che è risultata maggiore del previsto. Nello specifico, su Marte, la circolazione media è costante, ma se si scatta un’istantanea in un dato momento, i venti sono molto variabili.

In seguito, i ricercatori hanno scoperto che il vento che soffia a centinaia di chilometri sopra la superficie del pianeta, conteneva informazioni sulle forme del terreno sottostanti: montagne, canyon e bacini. «Quando la massa d’aria circola su queste formazioni – commenta Benna – crea onde che raggiungono l’atmosfera superiore a circa 280 chilometri di altezza e possono essere rilevate da Maven e Ngims. Sulla Terra, è possibile osservare lo stesso tipo di onde, ma non ad altitudini così elevate».

Gli studiosi hanno ipotizzato una teoria sulla durata di queste onde denominate ‘ortografiche’. Secondo l’ipotesi più in voga, l’atmosfera di Marte è molto più sottile di quella terrestre e le onde possono viaggiare senza ostacoli, proprio come fanno le increspature sull’acqua. Inoltre, la differenza media tra le montagne e le valli marziane è maggiore rispetto alla stesse sulla Terra: non è raro infatti, trovare montagne che raggiungono i venti chilometri di altezza sul pianeta rosso.
«La topografia di Marte influenza la circolazione dei venti molto più di quanto la stessa non faccia sulla terra- conclude Benna – continuare l’analisi dei dati può aiutare gli scienziati a capire se gli stessi processi di base sono in azione sull’atmosfera superiore della Terra. Ironia della sorte, abbiamo dovuto effettuare queste misurazioni su Marte per capire lo stesso fenomeno sulla Terra e i risultati ci aiuteranno a capire come si sta evolvendo il clima sul pianeta rosso».

( Situazione climatica in estate nell'emisfero meridionale in zona perielica ).

Clima:

( Zone climatiche globali di Marte, basate sulla temperatura, modificate per topografia, albedo, radiazione solare effettiva. A = Glaciale (calotta di ghiaccio permanente); B = polare (coperto dal gelo durante l'inverno che sublima durante l'estate); C = Transizione Nord (lieve) (Ca) e C Sud (estrema) (Cb); D = tropicale; E = Basso albedo tropicale; F = Pianura subpolare (bacini); G = Pianura tropicale (Chasmata); H = Altopiano subtropicale (Montagna) ).

Storia:

Marte si formò all'incirca 4,6 miliardi di anni fa, come gli altri tre pianeti terrestri e cioè a seguito della condensazione della nebulosa solare, per lo più da silicati. A causa della distanza superiore dal Sole rispetto alla Terra, durante la fase iniziale della formazione nell'orbita di Marte si trovava una concentrazione maggiore di elementi con basso punto di ebollizione, come cloro, fosforo e zolfo, probabilmente spinti via dalle orbite interne dal forte vento solare del proto-Sole.

La storia del pianeta può essere suddivisa in quattro diverse ere geologiche che caratterizzano la sua formazione ed evoluzione: Pre-Noachiano, Noachiano, Esperiano, Amazzoniano.

Gli ultimi grandi impatti di meteoriti sul suolo marziano, quelli di livello da estinzione di massa, sarebbero finiti prima del previsto: quasi 4.5 miliardi di anni fa.
Questa nuova datazione sposta più indietro nel tempo, di circa 500 milioni di anni, le condizioni idonee alla possibile comparsa della vita su Marte. Lo afferma uno studio pubblicato su Nature Geoscience, secondo il quale la finestra entro cui la vita sarebbe potuta nascere sul Pianeta rosso si colloca tra 4.2 e 3.5 miliardi di anni fa.

Riuscire a datare la fine dei grandi eventi di collisione di asteroidi sui pianeti rocciosi, come la Terra e Marte, permette dunque di stabilire l’epoca più antica alla quale possono essersi create le condizioni idonee all’eventuale comparsa della vita. Finora si riteneva che un ultimo intenso bombardamento tardivo avesse investito sia la Terra sia Marte tra 4.1 e 3.8 miliardi di anni fa, quando, stando alle stime, i pianeti giganti del Sistema solare stavano migrando verso le loro orbite definitive. 

( I minuscoli grani di zircone all’interno di questo frammento di roccia proveniente da Marte sono rimasti inalterati per oltre 4,4 miliardi di anni ).

Con il loro nuovo studio, Desmond Moser e colleghi, dei dipartimenti di scienze della Terra e di geografia della Western University (Canada), hanno invece verificato che le meteoriti marziane che provengono dagli altopiani a sud di Marte si sono formate quasi 4.5 miliardi di anni fa, e che da allora mostrano segni di moderati impatti successivi, ma di nessun evento di grosse proporzioni. Per giungere a questo risultato, il team guidato da Moser ha analizzato piccoli cristalli di zircone e baddeleyite presenti all’interno dei campioni di meteorite.
Questi due minerali sono infatti buoni traccianti della storia di un campione geologico, quindi dell’area da cui esso proviene, e permettono di ottenere informazioni su temperature e pressioni alle quali il campione è stato sottoposto dall’epoca della sua formazione.
Stando a quanto emerso da queste analisi, Marte o quanto meno l’emisfero sud del pianeta, dal quale i campioni di meteorite provengono, non mostra segni del teorizzato intenso bombardamento tardivo.

Ciò potrebbe significare che il bombardamento tardivo non è stato così devastante come ci si aspettava, oppure che è avvenuto prima di 4.5 miliardi di anni fa, così come la migrazione planetaria che lo avrebbe scatenato. Un risultato, questo, che potrebbe far riconsiderare anche le teorie di genesi della vita sulla Terra.

Il basculamento della superficie di Marte:
Marte non ha sempre avuto l’aspetto che ha oggi: la superficie del pianeta ha ruotato di un angolo tra i 20 e i 25 gradi in un periodo di tempo compreso tra 3 e 3.5 miliardi di anni fa. Questo fenomeno è stato causato dalla formazione dell’enorme regione di Tharsis, la zona montuosa di origine vulcanica più grande del Sistema solare, che, grazie alla sua massa straordinaria, ha costretto il pianeta a trovare un nuovo punto di equilibrio, facendo scivolare attorno al nucleo i suoi strati più esterni.
Questa scoperta cambia la nostra visione di Marte riguardo al primo miliardo di anni della sua storia. Un periodo giovanile delicato.
Inoltre, viene anche fornita una spiegazione a tre apparenti anomalie geologiche: perché i fiumi si siano formati nei luoghi in cui oggi osserviamo le loro tracce; perché i serbatoi sotterranei di ghiaccio d’acqua si trovino lontano dai poli di Marte; e, infine, perché il cono vulcanico di Tharsis sia oggi situato all’equatore.
La gigantesca cupola vulcanica di Tharsis ha iniziato a formarsi oltre 3.7 miliardi di anni fa, a una latitudine di circa 20 gradi nord. L’attività vulcanica è poi proseguita per diverse centinaia di milioni di anni, formando un altopiano di oltre 5 mila km di diametro, con uno spessore di circa 12 km e una massa di un miliardo di miliardi di tonnellate (1/70 della massa della Luna). Un “contrappeso” così massiccio da causare, come si è detto, lo scivolamento del mantello fuso e della sovrastante crosta di Marte. Il risultato finale è stato che l’altopiano di Tharsis si è spostato all’equatore, dove ha trovato la sua nuova posizione di equilibrio.

La sua superficie è costellata di vulcani, come il grande Olympus Mons, e da rift valley, come la gigantesca Valles Marineris, quindi mostra che ha avuto un'attività geologica che ha persistito fino a tempi relativamente recenti.

(a sinistra il monte Olimpo, che si erge per oltre 25 km)

Il colore rosso della superficie, deriva dalla presenza di ruggine del suolo, ricco di ossido di ferro.

( L'immenso canyon della Valles Marineris )

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CASE SU MARTE

La prima idea per una Casa su Marte è stata fornita dal gruppo di architetti BIG (Bjarke Ingels Group) per gli Emirati Arabi, nel quale un loro partner, Jakob Lange, ha spiegato alla CNN come lui e il suo team abbia pianificato di affrontare le avversità del pianeta.
In effetti, la volontà da parte dell’uomo di raggiungere Marte non è una cosa nuova se si pensa alle innumerevoli sonde mandate a studiare il pianeta rosso.

Come costruirla:
Per rispondere a questa domanda bisogna dapprima prendere in considerazione tutte quelle che sono le caratteristiche ambientali, atmosferiche e di vita presenti su Marte.
Infatti, ai fini di una buona architettura che risponda alle esigenze dell’uomo, bisogna considerare che il pianeta rosso possiede un’atmosfera sottile, il che significa che i liquidi evaporano rapidamente in gas e l’assenza di un campo magnetico globale rende il pianeta meno protetto dalle radiazioni solari.

Le temperature sono ben diverse dalle nostre. Marte è un pianeta freddo, in media, con una temperatura di circa -63°C, inoltre, nonostante il freddo, il sangue di un essere umano potrebbe bollire, non essendoci nessuna protezione.
Insomma, le premesse non sono un granchè!
Questi aspetti legati alle scienze della terra del pianeta rosso dipendono fortemente dallo studio della sua storia geologica, quindi dalle sue evoluzioni.

Progetto:
L’elemento principale della città marziana sarà il biodoma, ossia una cupola geodetica, la quale, per mantenere una temperatura confortevole e una adeguata qualità dell’aria, è posta sotto pressione e ricoperta da una membrana di polietilene trasparente mentre l’ossigeno verrà ricavato tramite l’applicazione di elettricità al ghiaccio sotterraneo che lo porterebbe all’evaporazione e tramite elettrolisi alla sua scomposizione in idrogeno ed ossigeno.

All’interno del biodoma gli edifici verrebbero stampati in 3D, sfruttando il suolo marziano, con uno sviluppo degli stessi sottoterra per proteggere le persone da eventuali radiazioni, insomma vivremo in case semi-interrate e con un tetto spesso.
L’aggregazione dei vari biodomi, dovuta alla progressiva crescita demografica, andrà a generare le città, con forme di anelli o a toro.

Alcuni vantaggi:
Ma le caratteristiche di Marte offrono anche alcuni vantaggi, ad esempio, come detto dallo stesso Lange: “Poiché l’atmosfera su Marte è molto scarsa, il trasferimento di calore sarà molto basso, il che significa che l’aria all’interno delle cupole non si raffredderà più velocemente di quanto non farebbe sulla Terra”.

Inoltre, è possibile sperimentare forme nuove per l’architettura, dal momento che: “C’è circa un terzo di gravità, il che significa che puoi improvvisamente creare colonne che sono più sottili e hanno lunghezze di strutture maggiori.
Crea quasi come un set di regole completamente nuovo che devi seguire quando progetti l’architettura nello spazio.” Queste nuove forme porterebbero alla genesi di una architettura completamente marziana con nuovi skyline. Per adesso però, il progetto è stato applicato qui sulla Terra, nel deserto degli Emirati Arabi, sulla quale le necessità tecniche, di cui abbiamo parlato sopra, diminuiscono.
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Calcestruzzo marziano:
Abbiamo già parlato di come la NASA stia realmente ipotizzando di mandare i primi uomini su Marte per colonizzare il pianeta rosso.
Ma una volta arrivato sul pianeta, l’uomo avrà bisogno in qualche maniera di costruire edifici di qualità in cui vivere e lavorare; quindi c’è bisogno di un materiale di qualità ma al tempo stesso facilmente producibile, che sia costituito però da tutte quelle risorse che solo Marte stessa può fornire. Visto che il materiale più usato nell’edilizia mondiale è il calcestruzzo, perché non crearne una versione “marziana”?
E’ questo quello che si sono chiesti i ricercatori della Northwestern University, ideando il primo calcestruzzo composto da materie prime disponibili solo su Marte.

L’aspetto più importante di questo calcestruzzo è la possibilità di essere formato senza l’aggiunta di acqua che, anche se è stata ufficialmente scoperta nei mesi scorsi, rappresenterà una risorsa fondamentale per il sostentamento degli uomini sul pianeta.
Se quindi l’acqua non può essere utilizzata, il materiale principale del calcestruzzo è lo zolfo.
L’idea chiave è di riscaldare lo zolfo a 240°C, temperatura in cui passa allo stato liquido, di miscelarlo con il terreno di Marte, che funge quindi da legante, e di lasciar raffreddare il tutto; solidificando, lo zolfo si lega alle particelle di terreno, formando quindi il calcestruzzo marziano.

In realtà non è tutto così semplice, infatti già negli anni passati lo zolfo è stato testato come elemento principale del calcestruzzo, ma i risultati non sono stati affatto soddisfacenti. I problemi principali sono due: lo zolfo, solidificando, cambia forma allotropica, passando da zolfo monoclino a zolfo ortorombico, stabile alle basse temperature, e questo non è di certo un bene; un po’ come se scaldando la mina di una matita (grafite) improvvisamente essa si trasformasse in un diamante. In secondo luogo lo zolfo durante il processo si restringe, e restringendosi crea delle cavità e induce sollecitazioni che indeboliscono gravemente il materiale.

Per ovviare a questi problemi, i ricercatori della Northwestern University hanno eseguito vari test in cui simulavano il possibile terreno presente su Marte, composto principalmente da silice, ossido di alluminio, ossido di ferro e biossido di titano, variando costantemente le dimensioni delle particelle di terreno da inserire all’interno del composto. I ricercatori dopo aver aver mescolato l’aggregato con diverse percentuali di zolfo fuso e aver lasciato raffreddare i campioni in blocchi, hanno misurato le proprietà fisiche del materiale risultante, come la resistenza e la rottura compressione, oltre ad analizzare chimicamente il mix e simulare il suo comportamento in opera.

I risultati ottenuti sono stati interessanti; infatti risulta che usando particelle di aggregato più piccole è possibile ridurre la formazione di vuoti, il che aumenta in modo significativo la resistenza del materiale. Si è arrivati a definire che il miglior mix per la produzione del calcestruzzo su Marte è del 50% di zolfo e 50% di suolo marziano con dimensione massima delle particelle di 1mm.
Il calcestruzzo che si ottiene è molto resistente; facendo un paragone con quello standard usato per gli edifici di tutto il mondo, che deve avere una resistenza a compressione di circa 20MPa, il calcestruzzo marziano riesce a sopportare carichi anche superiori ai 50MPa.

Oltre alla resistenza, c’è un altro grande vantaggio: il calcestruzzo marziano può essere riciclato. Essendo infatti formato da un solo elemento principale, il calcestruzzo può essere riscaldato fino a far sciogliere lo zolfo in esso contenuto per poter poi riutilizzarlo varie volte solamente raffreddandolo di nuovo. Inoltre ha una presa molto rapida, è facile da gestire e da ottenere ed ha prezzi di produzione relativamente bassi, essendo l’elemento principale facilmente ricavabile sulla Terra.

Questi aspetti positivi rendono il calcestruzzo con lo zolfo un ottimo materiale, che purtroppo non può essere applicato all’atmosfera terrestre, ma può rappresentare uno stimolo per cercare di trovare un’alternativa al calcestruzzo che normalmente adoperiamo; questo perchè con il passare degli anni la presenza di “mostri di cemento” nel nostro paese a causa dell’abusivismo edilizio si sta espandendo, rendendo il calcestruzzo un materiale sovrautilizzato.
Se a questo si va ad aggiungere che la produzione del calcestruzzo è la terza causa di emissioni di CO2 nel mondo, si capisce come questa scoperta possa rappresentare uno stimolo a migliorare il prodotto.
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Ghiaccio per costruire in 3D:
La recente scoperta dell’acqua su Marte in forma solida ha dato il via a questo progetto per poter colonizzare il pianeta rosso e soprattutto studiarne il sottosuolo in situ.
La NASA infatti insieme alla America Makes ha stanziato 2,25$ milioni di dollari per il progetto e la costruzione di una abitazione attraverso stampante 3D, che deve essere atta allo studio della conformazione geologica del pianeta e soprattutto deve essere costituita da una combinazione di materiali riciclabili e materiali tipici di Marte.

Il primo posto è andato al Team Space Exploration Architecture and Clouds Architecture Office di New York grazie al progetto della Mars Ice House, aggiudicandosi $25000 come premio ma soprattutto la possibilità di realizzare il loro progetto mandando il team su Marte.
Diversi sono stati i fattori giudicati dalla NASA: l’architettura, il design, l’abitabilità, l’innovazione, la funzionalità, la giusta selezione del sito su Marte, la costruibilità tramite stampante 3D.

Ma come è fatta questa Mars Ice House?
Il nome richiama il concetto che ha ispirato il team, ovvero quello di “seguire l’acqua”: hanno scelto una zona del pianeta dove è certo esserci abbondanza di acqua, per poterne trarre vantaggio sia per il sostentamento umano che vegetale, ma soprattutto per avere sempre la disponibilità del loro materiale primario una volta “stampata” la casa, ovvero il ghiaccio.
La struttura emerge in maniera imperiosa dal sottosuolo per portare luce all’interno e per creare una visione con il paesaggio esterno, in modo tale che il corpo e la mente si mantengano in forma. Il team ha scelto il ghiaccio come elemento strutturale poiché esso ha l’abilità di filtrare i raggi solari e di proteggere dalle radiazioni esterne.

Il cuore della struttura è il Lander, ovvero il veicolo d’atterraggio, che viene ricoperto da una membrana gonfiabile di EFTE, un materiale plastico leggero, trasparente, resistente alla corrosione e alle alte temperature, ed è protetto dall’esterno da una zona intermedia che ha il compito di rendere meno brusco il passaggio interno-esterno.

Il Lander si estende in verticale per quattro piani e contiene tutte le cellule spaziali per i servizi meccanici e la vita quotidiana: laboratori, stanza per gli esercizi, libreria, cucina, camere da letto; i quattro piani sono collegati da una scala a chiocciola che permette all’equipaggio anche di fare esercizio fisico.

Si estende in verticale per quattro piani anche un giardino, che divide una facciata del Lander dalla zona intermedia, che ha il compito di fornire un supplemento di ossigeno e di cibo alla squadra di coloni oltre che a dare un beneficio psicologico grazie al suo colore verdeggiante che spezza la monotonia del ghiaccio.

Importantissima è la Zona Intermedia, termicamente separata dal Lander, che ha il compito di creare una zona neutrale che non sia né interamente esterna né interna, permettendo al team di esplorare l’esterno facendo a meno della tuta spaziale.
Questa zona è costituita da ghiaccio, ha la stessa pressione dell’interno e inoltre possiede dei piccoli robot che riflettono e concentrano sulla superficie del Lander la luce proveniente dall’esterno, per incrementare la vivibilità all’interno.
Un progetto rivoluzionario, che tutti quanti speriamo prenderà forma.

VIDEO : https://vimeo.com/142099027 
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I progetti per arrivare su Marte ci sono, il materiale per costruire i primi edifici c’è: che la conquista del pianeta rosso abbia inizio!

CASE DI BAMBU' SU MARTE

Warith Zaki e Amir Amzar hanno immaginato di utilizzare il bambù coltivato e raccolto su Marte per costruire la prima colonia sul pianeta rosso.

Chiamato Seed of Life, il design concettuale della colonia comprende una serie di strutture tessute in bambù da robot autonomi.

I designer malesi Zaki e Amzar hanno progettato la proposta per dimostrare che potrebbero esserci modi alternativi di costruire su Marte che non si basano sulla spedizione di materiale dalla terra o sulla stampa 3D.

"Dopo aver svolto molte ricerche sulla colonizzazione di Marte, ci siamo resi conto che metà delle idee sarebbero andate a distribuire materiali completamente sintetici prodotti sulla terra per costruire rifugi, mentre l'altra metà riguardava l'utilizzo della regolite disponibile localmente", hanno detto Zaki e Amzar.

"Abbiamo cercato di trovare qualcosa di intermedio, un equilibrio tra materiale naturale proveniente dalla terra e tecnologia avanzata".

Per creare gli edifici, Zaki e Amzar immaginano di coltivare bambù su Marte e di utilizzare il materiale per costruire le strutture.

"La civiltà umana deve ancora costruire qualcosa su qualsiasi altro pianeta al di fuori della Terra. Questo fatto da solo apre infinite possibilità di ciò che potrebbe o dovrebbe essere utilizzato", hanno spiegato i progettisti.

"Certo, la stampa 3D sembra essere una proposta fattibile, ma con migliaia di anni di esperienza e tecniche nella costruzione di rifugi, perché non dovremmo attingere anche ad altre alternative?"

Ogni capsula modulare nella colonia sarebbe stata costruita per un periodo di sei anni, con gli esploratori che atterravano e localizzavano il ghiaccio ghiacciato sotterraneo da utilizzare come fonte d'acqua nella prima fase dello sviluppo.

Dopo che l'acqua è stata localizzata, un habitat ETFE a dispiegamento automatico contenente germogli di bambù verrebbe inviato al pianeta. Un trapano penetrerebbe nel ghiaccio sotterraneo per fornire acqua al bambù, che verrebbe coltivato all'interno della struttura ETFE.

Quando il bambù sarà completamente cresciuto, dopo circa tre anni, verrà rimosso dalla camera di crescita, tagliato e intrecciato attorno alla struttura in ETFE dai robot.

Finalmente. il bambù sarebbe stato pompato con acqua, che si sarebbe congelata nel clima marziano per fornire un altro strato di protezione per la colonia.

( Le strutture prevedono anche un generatore di campo magnetico in modo che serva da scudo ).

Zaki e Amzar hanno scelto di utilizzare il bambù poiché aumenterebbe rapidamente di massa su Marte, riducendo drasticamente la necessità di inviare grandi volumi nello spazio. La pianta a crescita rapida ha anche una lunga storia di utilizzo come materiale da costruzione.

"Gli esseri umani hanno imparato le tecniche nella costruzione di ripari con bambù o legno per migliaia di anni", hanno detto i progettisti. "Il bambù da solo potrebbe non funzionare nelle condizioni climatiche estreme su Marte, ma con una combinazione di tecnologia e altri materiali ci sarebbero possibilità".

Sebbene Seed of Life sia solo una proposta, i progettisti sperano che incoraggi altri a considerare l'utilizzo di materiali e tecniche di costruzione alternativi per la colonizzazione dello spazio.

"È pensato per stimolare la riflessione, per portare discussioni su altri materiali e modi impensabili per colonizzare il pianeta rosso", hanno spiegato Zaki e Amzar. "Anche se non si potrebbe fare a meno di credere che ci sia un certo grado di praticità".

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UN FUNGO PER MARTE

E' stato scoperto un fungo, nell'ambiente altamente radioattivo di un reattore della ex-centrale nucleare di Chernobyl, che potrebbe rappresentare uno scudo per le radiazioni e quindi capace di proteggere gli astronauti da esse e permettere così la loro permanenza su pianeti come Marte e nei lunghi viaggi spaziali.

Ad aver proposto una soluzione per il problema è stato il team di ricercatori dell’università di Stanford che si è focalizzato su un organismo davvero bizzarro:
un fungo molto resistente, scoperto in uno dei luoghi più radioattivi del nostro pianeta: Chernobyl.
Lo studio è stato pubblicato su sito bioRxiv.

LINK : https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.07.16.205534v1.full 

Il più grande pericolo per gli esseri umani nelle missioni di esplorazione dello spazio profondo sono le radiazioni.
Per proteggere gli astronauti che si avventurano oltre la magnetosfera protettiva della Terra e sostenere una presenza permanente sulla Luna e/o su Marte, la protezione passiva avanzata dalle radiazioni è molto ricercata.
A causa della natura complessa della radiazione spaziale, probabilmente non esiste una soluzione unica valida per tutti i casi a questo problema, che è ulteriormente aggravata dalle restrizioni di massa necessarie a portare oggetti in orbita.

Alla ricerca di schermi anti-radiazioni innovativi, la biotecnologia offre vantaggi unici come l'idoneità per l'uso in situ delle risorse (ISRU), l'autorigenerazione e l'adattabilità.
Qui proponiamo l'uso di alcuni funghi che prosperano in ambienti ad alta radiazione sulla Terra, come il raggio di contaminazione della centrale nucleare di Chernobyl in Ucraina.
Analogamente alla fotosintesi, questi organismi sembrano eseguire vitali che usano la radiosintesi, utilizzando pigmenti noti come la melanina per convertire la radiazione gamma in energia chimica.
Si ipotizza che questi organismi possano essere impiegati come un'efficace scudo contro le radiazioni per proteggere altre forme di vita.

( Nei grafici mostriamo l'assorbimento delle radiazioni da parte dei funghi in crescita ).

Qui, abbiamo studiato la crescita di Cladosporium sphaerospermum , e la sua capacità di attenuare le radiazioni ionizzanti, è stata studiata a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) per un periodo di 30 giorni, come in un'abitazione sulla superficie di Marte (vedi sotto).
Alla piena maturità, la radiazione sotto un ''prato'' di funghi, spesso ≈ 1,7 mm di questo particolare fungo radiotrofico melanizzato (raggio di protezione di 180°) era inferiore del 2,17 ± 0,35% rispetto al controllo fatto senza fungo. Le stime basate sui coefficienti di attenuazione lineare hanno indicato che uno strato spesso ~ 21 cm di questo fungo potrebbe in gran parte azzerare l'equivalente in dose annuale dell'ambiente di radiazione sulla superficie di Marte, mentre solo ~ 9 cm sarebbero necessari con una miscela equimolare di melanina e Regolite marziana.
Compatibili con l'ISRU, tali compositi sono promettenti come mezzo per aumentare la schermatura dalle radiazioni riducendo la massa complessiva, come è obbligatorio per le future missioni su Marte.

( Immagini dei test effettuati a bordo della ISS ).

Secondo l’ipotesi proposta nel nuovo studio, quindi, si potrebbero utilizzare questi organismi come uno scudo anti-radiazioni, una scoperta fondamentale per le future missioni nello Spazio.

Uno dei maggiori vantaggi descritti nello studio, infatti, è che i funghi si auto-rigenerano, quindi basterebbe inviarne piccoli quantitativi in orbita, per riuscire a creare uno scudo biologico contro le radiazioni.
Con qualche modifica, raccontano i ricercatori, questi organismi potrebbero essere utilizzati anche per proteggere le future basi sulla Luna e su Marte.

( Schema di una casa lunare, che potrebbe essere protetta con l'uso di questi funghi ).
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Calendario:
Esistono anche varie proposte per un calendario marziano, leggi qui:

CALENDARIO ARESIANO

Premessa:
Voglio proporvi questa mia idea, perché credo che finora si siano studiati calendari per Marte con il pregiudizio da terrestri.....
La terra ha un orbita praticamente circolare e la sua bassa eccentricità non influisce, se non minimamente nello scorrere delle stagioni, che a parte differenze di pochi giorni, non differiscono per durata, un altro fatto è che nelle zone equatoriali terrestri praticamente non vi è differenziazione tra le varie stagioni.
Su Marte non è così !!!
Marte pur possedendo un inclinazione assiale simile alla Terra, non ha una durata delle stagioni similare, ma variano di molti giorni, se non mesi, e la sua elevata eccentricità orbitale (0,093) è determinante nell'influire nello scorrere del tempo e delle stagioni.
Ho pensato quindi di introdurre un sistema che tenga conto in primis delle posizioni di perielio ed afelio, lasciando come secondari solstizi ed equinozi.

Difatti Marte ha un'orbita che varia dal perielio di 1,381 UA fino ad un afelio di 1,666 UA , con una variazione dell'irraggiamento solare che va da 712 W/m2 a 489 W/m2 , una differenza di oltre il 30%.

In questa maniera nell'emisfero sud la differenza tra un lungo inverno con un basso irraggiamento, ed un estate corta con un alto irraggiamento, è notevole.
Al contrario nell'emisfero nord le stagioni sono molto mascherate con poca differenza tra una lunga estate con basso irraggiamento ed un corto inverno con irraggiamento elevato.
La cosa che incide di più ad oggi, quindi è l'eccentricità, causando forti tempeste di sabbia quando il passaggio al perielio aumenta l'energia e la pressione dell'atmosfera con la sublimazione del ghiaccio secco (CO2).

Non ha senso, per esempio, parlare di una primavera dove tra gli emisferi nord e sud, ci sarebbero differenze abissali, e lo stesso vale anche per le altre stagioni, e l'anno non può essere diviso in egual periodi di 6 mesi ciascuno come per il calendario Dariano a 24 mesi, visto che la velocità orbitale varia di molto.

Oltretutto su Marte avrà poco senso pensare ad insediamenti oltre le latitudini dei due tropici, cioè 25° sia a Nord che a Sud.
Detto questo propongo un sistema a tre ''stagioni'' dette periodi, una incentrata sul perielio, una per arrivare all'afelio, ed infine un'altra da dopo l'afelio.
Potevano essere due per i motivi sopracitati, ma essendo il periodo incentrato sull'afelio troppo lungo è preferibile separarlo in due parti.
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Calendario Aresiano:
Il nome deriva da Ares il nome greco del dio della guerra, il Marte dei Romani.

Il Sol:
Il ''giorno'' marziano è detto SOL ed ha una lunghezza di 24h 39' 35,244".
Alcuni hanno pensato di dividere il Sol in periodi in 10 parti o 25 parti uguali, ma il mantenimento del SECONDO come unità di misura è fondamentale, e quindi si potranno mantenere le 24 ore più un periodo finale per i circa 40 minuti in più.
(chi non li vorrebbe avere, quando la mattina suona la sveglia ? ).

( Il tramonto blu su Marte ).

L'anno marziano:
Il periodo di rivoluzione di Marte intorno al Sole è di circa 687 giorni terrestri (686.98), corrispondenti a 668,6 SOL. (668,5991 per la precisione).

Quindi ogni 10 anni ci saranno 6 anni di 669 Sol (bisestili), e 4 anni di 668 Sol.
1) 668 - 2) 669 - 3) 669 - 4) 668 - 5) 669 - 6) 669 - 7) 668 - 8) 669 - 9) 669 - 10) 668 .
Ogni mille anni ci dovrà essere un bisestile in meno, a parte gli anni divisibili per 10.000 , questo calendario sarà valido senza dover apportare correzioni per parecchie decine di migliaia di anni.

( I cambiamenti dovuti al passaggio al perielio, quando l'aumento dell'irraggiamento crea le tempeste di sabbia globali che avvolgono interamente il pianeta ).

L'anno ZERO :
La prima domanda è quando iniziare a contare gli anni marziani, cioè trovare un momento particolare in cui inizia l'era marziana.
Alcuni hanno proposto il primo sorvolo si Marte da parte del Mariner, ma poi per le osservazioni precedenti, specialmente di Lowell e Schiaparelli o per la scoperta delle due piccole lune da parte di Hall, si avrebbero date negative, la mia idea è di andare più indietro , fino alla prima mappa disegnata da Huygens del pianeta rosso, quindi andare all'afelio immediatamente precedente all'anno di redazione della mappa cioè l'8 Luglio 1658.
Con questo assunto il 2020 terrestre sarebbe interamente contenuto nell'anno 192 EM (era marziana).

( Posizione dei pianeti interni l'8 Luglio 1658 ).

3 ''Stagioni'' dette periodi:
I tre periodi sono:

TRANSAFELIA 7 mesi ( 210 Sol )
PERIELIA           8 mesi ( ''PRE'' 4 mesi prima e ''POST'' 4 mesi dopo il perielio).
CISAFELIA        7 mesi (210/211 Sol )

Con l'inizio dell'anno il giorno dell'afelio, cioè quando Marte si trova nel punto più lontano del Sole, dove il nuovo inizio significa il ritorno verso il Sole.

( Nello schema in rosso l'orbita di Marte, in celeste quella terrestre, i Periodi sono delineati dal tratto giallo sull'orbita marziana, i numeri Gialli indicano in Sol Marziani la lunghezza dei vari periodi, di contro i numeri bianchi senza parentesi sono i Sol delle stagioni marziane, i numeri tra parentesi sono i Giorni terrestri, l'inizio dell'anno è l'afelio dell'orbita di Marte, la freccia verde indica la direzione del moto del pianeta ).

22 mesi:
La lunghezza dei mesi è di 31 Sol per gli otto mesi del periodo di Perielia, e 30 Sol rispettivamente per i mesi di Transafelia e Cisafelia, L'ultimo mese di Cisafelia varia tra 30 e 31 Sol a seconda del fatto che sia un anno bisestile o meno.
La scelta dei 22 mesi e per mantenere una similarità con i mesi terrestri, anche se questi comunque sono sempre un po' più lunghi a causa della maggiore lunghezza del Sol.

( Nel caso si volessero introdurre i 21 mesi dovranno essercene 17 da 32 Sol e 4 da 31 Sol di cui uno bisestile, si avrebbero periodi pressoché lunghi uguale, il perielio cadrebbe alla metà di un mese ).

Il nome dei vari mesi non è molto importante, se ne potrà trovare di diversi, io ho pensato di dargli i nomi di Marte nelle varie lingue del mondo oppure di astronomi famosi e storici, o che hanno fatto importanti scoperte o legati al pianeta:

Transafelia: (210 Sol)                                           ________afelio
ARES                    (1)    SCHIAPARELLI (30 Sol)
ALQAHIRA         (2)    LOWELL
BAHRAM             (3)   HALL
AUQAKUH          (4)   CASSINI
TIU                        (5)   HUYGENS
ANGAHARU       (6)    LASSEL
REULL                 (7)    KUIPER

Perielia: (248 Sol)
MA'ADIM            (8)    GALILEO (31 Sol)
NANEDI               (9)    COPERNICO
MAMERS            (10)   KEPLERO
SHALBATANA   (11)   TYCHO_______perielio
MANGALA         (12)   NEWTON
NIRGAL              (13)   HUBBLE
MATAWHERO  (14)    LAGRANGE
SIMUD                (15)    FLAMMARION

Cisafelia: (210/211 Sol)
HERDESHER    (16)    HERSCHEL (30 Sol)
HOATINH          (17)    LEVERRIER
CEVVAY             (18)    TOMBAUGH
HRAD                 (19)     PIAZZI
KASEI                (20)     OLBERS
HUOXING         (21)     HALLEY
HARMAKHIS   (22)     BARNARD (31/30 Sol)__________afelio

( Un'altra idea per i nomi dei mesi e di dargli il nome della stella più importante nel cielo di quel dato mese ).

Sotto-periodi mensili:
Per quello che riguarda le ''settimane'' si può mantenere anche il metodo terrestre, con settimane che si susseguono indipendenti dai mesi e anni, come sulla Terra, oltretutto la settimana è un requisito fondamentale per molte religioni, che non possono accettare variazioni di questo periodo, bisogna ricordare che subito dopo la seconda guerra mondiale, si voleva introdurre un calendario mondiale, che fu bocciato proprio per le opposizioni religiose al fatto che prevedesse settimane variabili.

Altre idee....
Se vogliamo proporre in sistema differente possiamo introdurre un sotto-periodo di 9 giorni , detto NOVIMANA , collegato ai corpi celesti che si muovono nel cielo di Marte e sono visibili ad occhio nudo, e sono 2 in più (considerando Terra e Luna come una coppia), rispetto alla terra:

1) SOLE (festivo) - Solesol

2) FOBOS - Fobosol
3) MERCURIO - Mercusol
4) VENERE - Venusol

5) TERRA-LUNA (festivo) - Terlunasol

6) DEIMOS - Deimosol
7) CERERE - Ceresol
8) SATURNO - Satursol

9) GIOVE (festivo) - Giosol

I Sol festivi sono legati ai corpi più visibili, poi ci sono le due terzine lavorative:
La Terzina di Fobos con i Pianeti Interni e La Terzina di Deimos con quelli esterni.

Esiste anche:

CALENDARIO DARIANO: CALENDARIO di MARTE , 24 MESI di 27/28 GIORNI MARZIANI (24h 39' 35'') con 4 anni di 668 e 6 anni da 669 ogni decennio.
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Link:

Articoli in Italiano su Marte (INAF) : http://www.media.inaf.it/tag/marte/
Esplorazione: Portale italiano sull'esplorazione di Marte
Enciclopedia Britannica: https://www.britannica.com/place/Mars-planet
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A cura di ANDREOTTI ROBERTO, leggi anche:

Libro del Sistema Solare:
https://andreottiroberto.blogspot.com/2018/12/libro-sul-sistema-solare-pianeti.html

E gli approfondimenti, ancora più completi:

SISTEMA SOLARE ELENCO POST INSA

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