I passi della ricerca

ROMA – focus/ aise - La presenza di acqua liquida su Marte potrebbe essere all’origine di un raro fenomeno osservato sulle dune del Pianeta Rosso: è quanto emerge dallo studio “Geomorphological Observations and Physical Hypotheses About Martian Dune Gullies” condotto da ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e recentemente pubblicato sulla rivista Geosciences di MDPI.
Almeno 3.7 miliardi di anni fa, Marte presentava un’atmosfera molto più densa di quella attuale e ospitava laghi e oceani: nel tempo, gran parte dell’atmosfera del pianeta è andata perduta, rendendo quasi impossibile, a causa della bassissima pressione atmosferica, la presenza di acqua liquida stabile sulla sua superficie.
La ricerca condotta dall’INGV ha analizzato il versante sottovento della duna Russell, la più grande delle dune formate dal vento all’interno dell’omonimo cratere marziano, concentrandosi sul comportamento dell’acqua in condizioni atmosferiche di temperatura e pressione del Pianeta Rosso.
“L’analisi di 110 immagini ad altissima risoluzione (fino a 25 cm/pixel) raccolte nell’arco di 8 anni marziani (ovvero circa 16 anni terrestri) dalla sonda statunitense Mars Reconnaissance Orbiter ci ha permesso di evidenziare per la prima volta la possibile presenza su Marte di acqua nel suo punto triplo, ovvero in un equilibrio in grado di far coesistere gli stati fisici solido, liquido e vapore, evidenziando un ciclo stagionale ricorrente”, spiega Adriano Nardi, ricercatore dell’INGV e primo autore dell’articolo. “Sia pure per brevi periodi, nei primi giorni della primavera marziana e in occasione delle folate di vento, ogni anno su questa duna può comparire acqua in condizioni atmosferiche di temperatura e pressione che consentono la sua comparsa transitoria allo stato liquido”.
L’acqua, in questo caso, sarebbe prodotta da un fenomeno meteorologico tipico dell’ambiente marziano che si manifesta in prossimità della superficie delle dune grazie alla loro forma aerodinamica, impossibile da riprodurre sulla Terra dove, peraltro, non sono mai stati osservati i caratteristici calanchi dunali di Marte (gullies).
“La genesi dei gullies marziani ‘classici’ era stata indagata da un nostro precedente studio, che evidenziava come l’acqua sorgiva potesse produrre quei calanchi attraverso la fusione stagionale del permafrost, ovvero il ghiaccio rimasto intrappolato nel terreno in epoche passate. Questa nuova ricerca, invece, ha individuato dei fenomeni ancora più rari che producono dei canali diversi da quelli classici, detti ‘linear gullies’ a causa della loro forma più lineare”, aggiunge Antonio Piersanti, Dirigente di Ricerca dell’INGV e co-autore dello studio.
“I linear gullies potrebbero essere formati dalla brina che, grazie alle immagini della sonda Mars Reconnaissance Orbiter, abbiamo evidenziato sulla cima della duna Russell. La superficie del pendio è ondulata lateralmente e, quando i canali restano in penombra, si osservano tracce di umidità assorbita dalla sabbia. Viceversa, quando un canale svolta in direzione della luce, si assiste all’immediata evaporazione dell’acqua che si era conservata liquida fino a quel punto”.
In condizioni normali, l’ambiente marziano potrebbe supportare la presenza di ghiaccio. Tuttavia, si tratterebbe di ghiaccio secco, che può cambiare stato solamente tramutandosi in vapore, e viceversa. Con questo studio sono stati eccezionalmente osservati gli effetti dell’acqua presente contemporaneamente nei suoi tre stati, anche se lo stato liquido è quello meno stabile.
“Potrebbe essere, questa, la prima volta in assoluto che si riesce a osservare acqua liquida su Marte: senz’altro è la prima volta che si associano la formazione e la morfologia di un raro fenomeno marziano, i linear gullies presenti sulle sue dune, all’azione dell’acqua allo stato liquido nell’ambiente attuale”, conclude Nardi.
Se confermata, la presenza di acqua liquida, anche per brevissimi periodi, potrebbe avere conseguenze significative per la comprensione della geologia marziana e per la ricerca di forme di vita microbiche, nonché per l’individuazione dei siti di atterraggio per future missioni spaziali su Marte.
Le nanoplastiche - piccolissimi frammenti di plastiche, di dimensioni inferiori a un millesimo di millimetro - sono ormai diffuse in quasi tutti gli ecosistemi, compresi suolo, aria e acqua: la massiccia contaminazione determina un rischio per gli organismi viventi, tra cui l’essere umano, che può entrare in contatto con queste sostanze in diversi modi, attraverso la catena alimentare, l'acqua e l'aria. Oggi, per la prima volta, uno studio coordinato dall’Istituto di biochimica e biologia cellulare del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ibbc) di Monterotondo Scalo (Rm) ha approfondito gli effetti dell'inalazione di nanoplastiche nei mammiferi.
La ricerca, pubblicata sulla rivista Science of The Total Environment, ha coinvolto anche altri due Istituti di ricerca del Cnr - l’Istituto sull’inquinamento atmosferico (Cnr-Iia) e l’Istituto di scienza, tecnologia e sostenibilità per lo sviluppo dei materiali ceramici (Cnr-Issmc) - e il Dipartimento di Fisica della Sapienza Università di Roma. I risultati mostrano una preoccupante capacità delle nanoplastiche di penetrare nel cervello e deteriorare, in particolare, la funzione olfattiva.
“Abbiamo condotto lo studio su modelli murini, avendo già osservato che l’inalazione di nanoplastiche provoca una sua bio-distribuzione in numerosi organi del corpo, fra cui il cervello, i polmoni, i testicoli, il tessuto adiposo. Non sapevamo, però, nulla sui tempi di permanenza di queste sostanze, né tantomeno sugli effetti della loro presenza sul funzionamento dell’organo/tessuto in cui si sono introdotte”, spiega Stefano Farioli Vecchioli del Cnr-Ibbc, tra i partecipanti alla ricerca. “Ora, abbiamo per la prima volta osservato che la loro presenza induce un grave difetto nella capacità olfattiva degli animali, associato a un persistente deficit della funzionalità dei neuroni del bulbo olfattivo, la regione del cervello deputata al riconoscimento degli odori. I nostri studi hanno poi evidenziato la presenza di processi infiammatori transitori nel bulbo olfattivo che ha inalato nanoplastiche. Infine, abbiamo osservato che l’inalazione è in grado di indurre un aumento compensativo della neurogenesi adulta, ossia la produzione di nuovi neuroni, che però non è in grado di riparare il danno indotto dalle nanoplastiche stesse”.
I dati emersi delineano un quadro preoccupante sulla capacità delle nanoplastiche di penetrare nel cervello e deteriorare le funzioni olfattive per lungo tempo: lo step successivo sarà verificare i possibili effetti sull’organismo umano. “A tal proposito bisogna ricordare che circa il 95% dei pazienti con Alzheimer e Parkinson soffre di disturbi olfattivi, che si manifestano 10-15 anni prima della comparsa dei sintomi: l’intenzione è approfondire se vi sia un collegamento tra gli effetti delle nanoplastiche e questo tipo di patologie”, conclude Farioli Vecchioli.
Il progetto, scaturito da un’intuizione di Francesca D’Amato del Cnr-Ibbc, ha visto la collaborazione di Adriana Pietrodangelo del Cnr-Iia e di Anna Costa del Cnr-Issmc e di Alessandro Nucara del Dipartimento di Fisica dell’Università Sapienza di Roma, ed è stato realizzato in gran parte da Giorgio Prosperi, che ha svolto la tesi di laurea in un laboratorio del Cnr-Ibbc. (focus\aise)