Immagina, mormorando un fiume che scorre su pietre e ciottoli - il flusso a volte porta pietre avanti lungo il canale.
Ora immagina questa scena su Marte.
Secondo un nuovo studio, questa non è finzione. Un nuovo studio ha studiato il modello di erosione delle rocce su Marte e ha stabilito che stavano trasportando acqua per circa 30 miglia sul Pianeta Rosso.
Secondo gli ultimi dati di Marte, possiamo supporre che il pianeta oggi abbia una piccola quantità di acqua liquida, questo studio si basa su un'analisi dettagliata delle immagini prese dal rover Mars Curiosity della NASA nel 2012 e parla di un mondo molto più umido con i fiumi attuali nel passato pianeta.
Sulle immagini del rover si possono vedere i piccoli ciottoli sul pianeta, e con una forma insolitamente liscia e arrotondata. Secondo il geofisico Douglas Dzherolmak e il suo collega Gabor Domokos, matematico dell'Università di Tecnologia ed Economia di Budapest, i dettagli delle forme di roccia erano sufficienti per comprendere la loro storia.
"Migliaia di anni fa, Aristotele rifletteva sui ciottoli sulla spiaggia e su come è arrotondato. Ma fino a poco tempo fa, la descrizione della forma di ciottoli non era accurata e non avevamo una conoscenza di base del processo di arrotondamento ", ha detto Jerolmak, professore associato presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente presso la Penn School of Arts and Sciences. Come può la forma di un ciottolo stesso rivelare il suo passato? La risposta è in matematica.
Mentre Jerolmak ha analizzato la geofisica dei ciottoli di Marte, Domokos ha tratto alcune conclusioni decisive sulla base delle sue ricerche passate sulla connessione diretta tra il movimento di un oggetto e la sua forma. Dato che i ciottoli sono soggetti all'abrasione naturale, Domokos è riuscito a trovare un modello geometrico che mostra come la forma e la massa della pietra cambino rispetto a un altro oggetto di dimensioni simili.
Il team ha testato il modello geometrico sui dati raccolti da loro per i test sull'erosione terrestre. In primo luogo, hanno ruotato frammenti di calcare in un tamburo in laboratorio e hanno registrato cambiamenti nella forma delle pietre e perdita di peso nel tempo. Hanno poi esplorato pietre e ciottoli in un fiume di montagna a Puerto Rico.
"Abbiamo iniziato nei tratti superiori, dove pezzi di roccia si staccavano dalle pareti e andavano a valle", ha detto Jerolmak. "Ogni centinaia di metri abbiamo ottenuto migliaia di rocce, abbiamo preso le immagini delle loro sagome e il peso registrato".
Infine, hanno eseguito un'analoga analisi del sedimento dai coni alla foce di un canyon nel New Mexico. Queste caratteristiche dei modelli di sedimenti a forma di ventaglio assomigliano a quelle di Marte, dove le immagini di ciottoli sono state prese dal rover Curiosity. I dati di tutti e tre gli esperimenti di terra concordati con il modello geometrico sviluppato da Domokos - hanno dimostrato che è sicuro utilizzare il modello per determinare la distanza di movimento dei ciottoli unicamente sulla base della sua forma.
Applicando il modello di Domokos sui dati di contorno dei ciottoli di Marte, la squadra ha determinato che le pietre hanno perso circa il 20 percento del loro volume. Dopo l'emendamento (riduzione) della forza gravitazionale di Marte, sono stati in grado di calcolare che i ciottoli hanno percorso circa 50 chilometri, o circa 30 miglia dalla loro sorgente.
Quale potrebbe essere questa fonte? Sulla base delle stime di Jerolmak sulla composizione della roccia e altri dati, come la direzione del flusso d'acqua, si ritiene che la sorgente fosse un cratere situato a circa 30 chilometri di distanza (in linea retta).
Il lavoro del team è importante non solo per affermare i fiumi di Marte da lungo tempo, ma anche per la tecnologia che potrebbe essere applicata alle pietre trovate qui, a casa - e lontano su altri pianeti.
"Ora abbiamo un nuovo strumento che può essere utilizzato per ripristinare ambienti antichi sulla Terra, su Marte e su altri corpi simili a pianeti", ha detto Jerolmak.
