Una serie di immagini ad altissima risoluzione della camera HIRISE (HIgh Resolution Imaging Sciense Experiment), a bordo della sonda della NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), mostra i segni lasciati sulla superficie di Marte da cicli climatici che per milioni di anni si sono alternati sul pianeta rosso. Queste interessantissime formazioni geologiche sono state osservate all’interno di quattro crateri da impatto localizzati nella regione denominata Arabia Terra, un vasto altopiano che si trova nell’emisfero nord del pianeta rosso. Le stratificazioni hanno altezze che variano da circa un metro sino ad alcune decine di metri, ma in ogni luogo in cui sono state individuate mostrano simili spessori e caratteristiche morfologiche analoghe. Sulla base delle misure fatte in una successione di strati presenti all’interno del cratere Bequerel, si è giunti alla conclusione che ciascuno di questi strati sedimentari si è formato nel corso di circa 100.000 anni, e che la causa di questo andamento ciclico del clima marziano sia da addebitare alle variazioni periodiche a cui è soggetta l’inclinazione dell’asse di rotazione (obliquità) del pianeta. Inoltre, gli strati sedimentari appaiono raggruppati in serie di dieci unità, corrispondenti ad un periodo di circa un milione di anni. Nel cratere Bequerel questi gruppi di stratificazioni si ripetono per almeno dieci volte. Questa ciclicità di un milione di anni corrisponde ad una periodicità di uguale durata nella variazione dell’obliquità del pianeta rosso, un fenomeno noto da tempo e causato da complessi effetti dinamici a cui è soggetto Marte.
Alcune serie di stratificazioni rocciose, che si susseguono con straordinaria regolarità all’interno di alcuni crateri da impatto marziani, suggeriscono che in un lontano passato il pianeta rosso è stato soggetto a periodici e radicali cambiamenti climatici indotti dalla variazione dell’inclinazione del suo asse di rotazione.
La corrispondenza tra l’età delle stratificazioni e i cicli di variazione dell’obliquità dimostra che quest’ultima è stata la causa dei cambiamenti climatici che hanno interessato il pianeta nel passato. Si tratta di cambiamenti analoghi a quelli a cui è soggetta la Terra e che sono responsabili dell’alternarsi delle ere glaciali. L’asse di rotazione del nostro pianeta varia tra 22,1 e 24,5 gradi in circa 41.000 anni. Com’è noto, l’inclinazione dell’asse di rotazione è responsabile delle stagioni, poiché la parte del globo inclinata verso il Sole durante il giorno viene illuminata per un periodo più lungo rispetto a quella opposta, e gradualmente cambia nel corso dell’anno. Durante i periodi in cui l’asse di rotazione è meno inclinato le regioni polari, venendo meno illuminate, sono più fredde e quindi meno soggette a cambiamenti su scala stagionale; una tale situazione dà origine a periodi di glaciazione.
L’obliquità di Marte varia di decine di gradi con una periodicità di circa 100.000 anni, producendo così variazioni climatiche ancora più drammatiche rispetto a quelle che si verificano sulla Terra. Quando l’obliquità dell’asse è piccola, i poli sono le regioni più fredde del pianeta, mentre il Sole illumina al massimo le regioni equatoriali. Ciò provoca la migrazione delle sostante volatili, come l’acqua e l’anidride carbonica, verso i poli, dove si condensano sotto forma di ghiacci, permanendo in tale stato sino al successivo aumento dell’inclinazione dell’asse di rotazione. Quando ciò avviene, il poli ricevono un maggiore irraggiamento solare, per cui buona parte di questi composti ghiacciati sublimano, trasformandosi in gas e rendendo così più densa l’atmosfera con il conseguente aumento della pressione. Un incremento della densità atmosferica aumenta però la capacità dei venti di trasportare con maggiore facilità le polveri, facilitando la formazione di depositi di sabbia. Potrebbe essere questo l’effetto che fa variare il tasso di sedimentazione come rilevato analizzando le immagini di ottenute da HIRISE.
Molto altro lavoro sarà necessario per poter comprendere in maniera il più possibile esaustiva le informazioni che sono contenute in questi che potremmo definire dei veri e propri archivi geologici naturali. Ma uno degli aspetti interessanti di questo progetto è che per la sua realizzazione sono state utilizzate tecniche che vengono impiegate per lo studio della stratigrafia del nostro pianeta.
