Morfologie pseudocarsiche tra i ghiacci del Sistema Solare

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Lo spazio celeste rappresenta senza dubbio l’ultima frontiera dell’esplorazione umana. Le sonde automatiche ci fanno osservare e studiare gli ambienti e le variegate morfologie dei
pianeti del Sistema Solare e hanno permesso di trovare, sulla Luna e su Marte, evidenze di morfologie ipogee sotto forma di tubi di lava. Ma l’acquisizione recente di dati su corpi ghiacciati come comete, lune e pianeti, o di regioni come le calotte polari di Marte, ha permesso di identificare morfologie pseudocarsiche epigee. Nella gran parte dei casi non si tratta di forme generate da qualche  processo di solubilizzazione chimica come nel fenomeno carsico, o da crolli di cavità endoglaciali, bensì da un processo fisico di sublimazione in cui il calore e la ridotta o nulla pressione atmosferica portano il ghiaccio solido a trasformarsi direttamente in vapore.

Le calotte polari di Marte sono alcune delle regioni più dinamiche di tutta la superficie del pianeta; si espandono e si contraggono in maniera significativa e in inverno si verifica un consistente aumento della massa del volume di ghiaccio. Sono costituite da strati di ghiaccio d’acqua e polvere, mantellati da un sottile strato di ghiaccio di anidride carbonica soggetto a disgelo.

Campo di Spider (NASA/JPL/University of Arizona)

Le immagini del Mars Orbiter Camera hanno mostrato che le variazioni di temperatura stagionale creano una grande varietà di morfologie. Sono state osservate nel Polo Sud forme canalizzate dette “spider” o “aracniformi” che mostrano una modesta depressione centrale da cui si diparte una rete di canali ramificati con un diametro di 200-300 m, fino al chilometro. I canali sono profondi da pochi decimetri a 1 m e ampi fino a 5 m. Durante la primavera in corrispondenza dei canali si osserva la formazione di depositi di polvere scura Sulla loro origine, s’ipotizzano fenomeni tipo geyser associati alla sublimazione primaverile del ghiaccio di CO2.

Nell’immagine schema l’evoluzione di uno spider vista in sezione:
a) All’inizio della primavera australe, la struttura a canali radiali è coperta da uno strato di ghiaccio secco;
b) il ghiaccio traslucido è riscaldato dal basso e sublima dalla base. Il gas eiettato attraverso crepe nel ghiaccio, porta in carico la polvere che viene dispersa dal vento a formare dei conoidi;
c) Il loro sviluppo risente dei cambiamenti della direzione del vento, nuovi conoidi si depositano sul ghiaccio secco in assottigliamento; la favorevole inclinazione del Sole rispetto alla superficie fa brillare le pareti dei canali;
d) In piena estate con il disgelo completo del ghiaccio secco, i canali scavati nel ghiaccio d’acqua vengono esumati. Il substrato esposto è coperto da un sottile strato di polvere che nella stagione successiva verrà ridistribuita da nuove eruzioni.

Distribuzione delle forme da collasso sulla cometa 67P (Credito ESA/Rosetta)

La missione Rosetta per lo studio della Cometa 67P, ha aperto nuovi scenari sulle forme pseudocarsiche. Nell’emisfero nord della cometa sono stati individuati 18 “pozzi” dalla forma circolare simili a doline da collasso con diametro da decine a poche centinaia di metri, profondi fino a 210 m e con fondo liscio e coperto di polvere.
Sulla loro origine ci sono diverse teorie, ma le immagini indicano che si sono formati per collasso del tetto di cavità ipogee la cui genesi non è ancora certa.

Un’ipotesi è che gli ipogei esistessero fin dalla nascita della cometa come conseguenza di collisioni che hanno originato un conglomerato caratterizzato da ampi vuoti o da una diffusa micro-porosità strutturale.

Una ipotesi più accreditata prevede la formazione di cavità dall’interno per sublimazione di ghiaccio di CO2 e CO innescata da una diminuzione di pressione: i gas volatili intrappolati formano delle cavità e frantumano la crosta superficiale. Con la rottura del tetto della cavità, il ghiaccio delle pareti esposte sublima generando getti di gas.

Getti di gas emessi dal pozzo da collasso Seth_01 per sublimazione del ghiaccio secco dalle pareti esposte (Credit ESA/Rosetta)

Durante l’avvicinamento al Sole, con il riscaldamento della superficie, alcuni “pozzi” si sono attivati emettendo getti di gas la cui azione contribuisce al loro continuo modellamento.

di Sossio Del Prete – articolo completo sulla rivista