Cosa ha strappato via l'atmosfera di Marte?

Un tempo il pianeta rosso era un mondo molto diverso dall'arrugginito deserto ghiacciato odierno, dove trovare acqua liquida è più una sfiziosa sfida che un motivo per sperare di trovare ipotetiche forme di vita.
Antichi letti di grandi laghi, vasti oceani e impetuosi fiumi che hanno scavato la roccia sono segni ben presenti lungo tutta la superficie di Marte, eppure nessuno ha mai visto riempiti questi immensi bacini, anche perché le attuali condizioni per l'esistenza dell'acqua liquida lasciano ben poche speranze: solo in particolari momenti dell'anno, in alcune zone del pianeta e con un'abbondante (e letale) dose di sali, l'acqua può scorrere liquida sul pianeta rosso.

E allora, la domanda che tutti gli astronomi si stanno ponendo sin dalla metà degli anni 60, quando arrivarono le prime immagini ravvicinate della superficie, è: cosa è successo di così catastrofico al pianeta rosso per trasformarlo da un mondo pieno d'acqua a un deserto dove neanche può esistere?

In un mondo ideale la risposta sarebbe semplice: se le condizioni atmosferiche attuali impediscono l'esistenza stabile di acqua liquida e se quei segni sul terreno testimoniano un periodo in cui questa scorreva, allora le antiche condizioni climatiche del pianeta dovevano essere ben diverse da quelle attuali. In particolare, poiché l'esistenza di acqua liquida dipende da temperatura e pressione e supponendo che l'orbita marziana non debba essersi modificata in modo sensibile nel tempo, l'unica alternativa resta una sola: Marte un tempo doveva avere un'atmosfera molto più spessa di quella attuale.

Al momento, infatti, le proprietà dell'involucro gassoso di Marte sono sconfortanti. Con una pressione inferiore all'1% dell'atmosfera terrestre al livello del mare, l'atmosfera del pianeta rosso è simile a quella che si ha sulla Terra a un'altezza di circa 16 mila metri e non c'è verso di far esistere l'acqua pura allo stato liquido. Ammettere quindi l'esistenza stabile di questo prezioso liquido, necessaria per scavare laghi, fiumi e veri e propri canyon, implica di conseguenza aumentare la sua densità atmosferica, quindi pressione e temperatura al suolo.

Bene, se questo era lo scenario miliardi di anni fa, la domanda successiva allora è scontata: dov'è finita l'atmosfera di Marte? Si pensa che poco dopo la formazione del pianeta l'involucro gassoso fosse denso circa come la nostra attuale atmosfera. Com'è possibile quindi che il pianeta abbia perso migliaia di miliardi di chilogrammi di gas e si sia trasformato in modo così drastico nel fossile che osserviamo oggi?

Questa era una domanda alla quale si cercava una risposta da decine di anni e tra speculazioni, ipotesi e poi teorie sempre più convincenti, in questi giorni la NASA sembra aver posato la pietra definitiva, confermando con dati alla mano quello che si vociferava da tempo, sebbene le dinamiche non fossero ancora ben chiare.
Grazie agli studi atmosferici condotti dalla sonda Maven, in orbita attorno a Marte da un anno proprio per studiare la sua atmosfera, ora le cose sembrano essere chiare e in un certo senso impressionanti.

Marte, infatti, ha perso gran parte della sua atmosfera in un periodo di tempo geologicamente limitato, tra 4,2 e 3,7 miliardi di anni fa, a seguito di due cause che concatenandosi in modo perverso hanno segnato il destino del pianeta:
1) Il campo magnetico di Marte, a causa della ridotta massa, si è indebolito a seguito della solidificazione del nucleo, esponendo la sua atmosfera a un invisibile ma terribile nemico:
2) Il vento solare. Il flusso costante di particelle cariche emesso dal Sole, che 4 miliardi di anni fa era centinaia, forse migliaia di volte più intenso di ora, ha svolto un'efficacissima azione abrasiva, strappando via l'atmosfera di Marte a un ritmo impressionante, pari a decine o centinaia di chilogrammi di molecole ogni secondo. In pratica è stato come sparare il getto d'aria di un potente phon su una fragile palla di neve. Il risultato è stato inevitabile e catastrofico.

In appena mezzo miliardo di anni, senza più la protezione del campo magnetico, il giovane Sole ha fatto evaporare nello spazio gran parte dell'atmosfera del pianeta. La temperatura è precipitata, la pressione crollata e l'acqua ha avuto due scelte: congelare nel suolo o evaporare nello spazio. Di quel mondo rigoglioso e dinamico sarebbe restata solo una traccia fossile per miliardi di anni.
Anche adesso Marte sta perdendo atmosfera, ma a causa della bassa attività del Sole, dovuta alla ormai sua maturità, il ritmo di perdita dell'atmosfera è di soli 100 grammi al secondo (mica così poco!).

Simulazione della perdita dell'atmosfera di Marte a causa del vento solare.

Se il presente di Marte è desolante, possiamo comunque dare uno sguardo al suo lontano passato e notare come abbia potuto godere di diverse centinaia di milioni di anni di condizioni accettabili per la nascita di eventuali forme di vita. E se sulla Terra le ultime analisi dicono che la vita potrebbe essere comparsa 4,1 miliardi di anni fa, nonostante una massa ben più grossa da raffreddare e le cicatrici dell'impatto con Theia da ricucire, nulla vieta di pensare che su Marte, che era sicuramente più avanzato del nostro pianeta dal punto di vista evolutivo, la vita possa essere effettivamente comparsa e poi, purtroppo, sparita quando le condizioni hanno sconvolto quel mondo in apparenza accogliente. Senza acqua liquida e con un'atmosfera tanto sottile e impossibilitata a schermare le pericolose radiazioni solari, chissà se gli antichi batteri marziani abbiano trovato una via per sopravvivere lo stesso, magari nel sottosuolo.
Insomma, coma spesso accade nella scienza, una risposta trovata con tanta fatica apre scenari e domande ancora più affascinanti a cui di certo proveremo a rispondere nei prossimi anni.