Su Marte c'è molto meno acqua rispetto alla Terra. La maggior parte dell'acqua conosciuta marziana è immagazzinata nella criosfera (sotto forma di permafrost e nelle calotte polari). Nell'attuale superficie marziana non esistono condizioni favorevoli per acqua liquida stabile: la pressione media dell'atmosfera e le temperature sono generalmente troppo basse e l'acqua tende a congela l'acqua o sublimare. Rimane solo una piccola quantità di vapore acqueo nell'atmosfera sottile.

Prove di acqua liquida nel passato

Molte osservazioni indicano che Marte, in epoche passate, ospitò acqua liquida sulla superficie in quantità molto più grandi rispetto ad oggi. Le principali evidenze includono:

  • Caratteri geomorfologici come letti di ruscelli, delta e canali d'erosione che assomigliano a valli formate dall'acqua sulla Terra.
  • Grandi sistemi di canyon e valli fluviali e canali di esondazione che suggeriscono termini di flusso prolungato o eventi catastrofici di deflusso.
  • Depositi che sembrano antichi laghi o bacini, con forme e strati sedimentari coerenti con ambienti lacustri.
  • Mineralogia che indica alterazione in presenza di acqua: minerali come fillosilicati, opale, solfato, ematite e altre fasi idrate che si formano tipicamente in ambienti acquosi.

Queste caratteristiche sono state rilevate sia dalle osservazioni orbitali sia dalle analisi fatte dai rover nelle regioni esplorate: sedimenti stratificati, argille e depositi chimici che richiedono acqua liquida prolungata per formarsi.

Rilevamenti orbitanti e radar

I flybys di Marte e le missioni orbitali come Viking, Mars Odyssey, Mars Global Surveyor, Mars Express e Mars Reconnaissance Orbiter hanno fornito immagini e dati spettroscopici fondamentali. Telescopi e spettrometri hanno identificato minerali d'origine idrica e morfologie erosive. Strumentazione radar orbitale e spettrometri a raggi gamma hanno fornito prove della presenza di ghiaccio sotto la superficie in molte regioni:

  • Ampie aree di ghiaccio sotterraneo sono state individuate negli altopiani e nelle zone polari da strumenti radar (come MARSIS e SHARAD) e da misure di neutroni e raggi gamma.
  • Forme che sembrano essere antichi glaciazioni diffuse, ghiacciai sepolti e “aprons” lobati ricoperti da detrito, suggeriscono che il ghiaccio sia stato un elemento importante nel modellare il paesaggio.
  • Alcune analisi radar (studi radar hanno) hanno identificato riflettività coerenti con grandi depositi di ghiaccio sepolto, interpretabili come ghiacciai antichi o corpi di ghiaccio puri sotto pochi metri di regolite.

Risultati dalle missioni in superficie

Missioni di lander e rover hanno dato conferme in loco. Il lander Il Phoenix (2008) ha osservato ghiaccio durante la fase di atterraggio e ha esposto e analizzato campioni che hanno mostrato la presenza di ghiaccio nel sottosuolo. Phoenix ha inoltre registrato fenomeni legati al ciclo dell'acqua locale, come lo scioglimento puntiforme di cristalli superficiali, precipitazioni leggere e tracce di neve a bassa quota stagionale.

I rover come Spirit, Opportunity e Curiosity hanno analizzato rocce e suoli rivelando depositi sedimentari, argille e minerali che indicano ambienti una volta umidi; il rover Perseverance continua a cercare prove di ambienti lacustri antichi e a raccogliere campioni per un futuro ritorno sulla Terra.

Acqua liquida oggi? Le striature stagionali e le controversie

Negli ultimi anni si è discusso molto delle Recurring Slope Lineae (RSL), ossia le striature scure che appaiono stagionalmente su pendii ripidi. Per un periodo è stato proposto che queste caratteristiche fossero il risultato di salamoie liquide sottili che scorrevano in superficie. Alcuni studi iniziali suggerivano la presenza di sali che abbassano il punto di congelamento, rendendo possibile acqua liquida intermittente.

Tuttavia, ricerche successive hanno messo in dubbio questa interpretazione: osservazioni ad alta risoluzione e analisi spettroscopiche più recenti suggeriscono che molte RSL possano essere fenomeni di flusso secco di granuli (simili a valanghe di polvere) piuttosto che scorrimenti causati da acqua. La questione rimane aperta e la comunità scientifica continua a indagare, con risultati che cambiano man mano che arrivano nuovi dati.

Ghiaccio sotterraneo e risorse

Oltre alle calotte polari, vaste riserve di ghiaccio sotterraneo sono state mappate in diverse latitudini, anche a latitudini medie. Questo ghiaccio è importante per due motivi principali:

  • Implicazioni per l'astrobiologia: il ghiaccio e i depositi idrati conservano tracce chimiche e possibili segni di ambienti abitabili nel passato.
  • Risorse per future missioni umane: il ghiaccio può essere una fonte di acqua potabile, ossigeno e carburante tramite processi di in-situ resource utilization (ISRU).

Conclusioni e prospettive

In sintesi, oggi su Marte l'acqua si trova principalmente sotto forma di ghiaccio nella criosfera e come scarso vapore acqueo atmosferico. Le condizioni attuali non permettono acqua liquida stabile sulla superficie, ma esistono molte prove che in passato l'acqua liquida fosse diffusa, formando laghi, valli fluviali e vaste aree di erosione. Le missioni orbitali, radar e i lander/rover hanno progressivamente costruito un quadro sempre più dettagliato: ghiaccio sotterraneo esteso, minerali idrati e concrezioni sedimentarie che raccontano una storia di acqua antica. Questioni aperte restano sulle possibili acque liquide transitorie oggi (come le RSL) e sulla distribuzione esatta del ghiaccio a profondità minime.

Proseguendo le esplorazioni — con orbiter, rover e future missioni di ritorno di campioni — otterremo risposte più precise su quanto era abbondante l'acqua in passato, su dove si trovi ora e su come queste risorse possano sostenere l'esplorazione umana e la ricerca di tracce di vita.