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Terra chiama Marte

Un percorso in cinque video-lezioni per capire meglio com'era e com'è fatto Marte.

Aggiornato il 12 Febbraio 2021

Marte è sicuramente uno dei pianeti più affascinanti del nostro sistema solare. In occasione dell’arrivo di ben tre sonde spaziali (febbraio 2021), vi proponiamo una serie di risorse didattiche e video-lezioni realizzate in collaborazione con Europlanet, che vi faranno fare un viaggio alla scoperta del nostro vicino pianeta rosso.
Questo percorso ha come obiettivo quello di fornire una visione di insieme del pianeta Marte, descrivendo le principali proprietà chimiche e fisiche che troviamo sul pianeta e, soprattutto, cercando di capire in che modo queste hanno influito sulla sulla capacità di ospitare la vita.
Le risorse, che si compongono di 5 video-lezioni (più il power-point della lezione stessa, da poter riutilizzare in classe) sono corredate di video-esperimenti e mostrano diversi parallelismi con ambienti estremi del pianeta Terra, che gli scienziati usano come veri e propri laboratori per studiare da vicino le proprietà del pianeta rosso, altrimenti difficili anche solo da immaginare.
Di seguito una breve descrizione delle singole video-lezioni.

Queste lezioni sono state realizzate nell’ambito del progetto Europlanet 2024 RI finanziato dall’Unione Europea con l’Horizon 2020 Research and Innovation Programme (grant agreement No 871149)

Il pianeta rosso ieri e oggi

Marte si è evoluto e modificato in modo incredibile nel corso di tre grandi ere geologiche. Oggi ci appare molto diverso dalla Terra: un pianeta freddissimo, arido e secco. Eppure, durante il primo periodo della sua formazione mostrava un’atmosfera molto densa e, quasi sicuramente, presenza d’acqua. Quando qui sul nostro pianeta la vita stava appena iniziando a evolversi nelle sue prime forme batteriche, su Marte si abbatteva un cambiamento climatico disastroso con un calo repentino della temperatura media del pianeta che precipita in una sorta di era glaciale in cui permane ancora oggi.
In questa video-lezione impareremo a conoscere le condizioni fisico-chimiche attuali del pianeta rosso, scoprendo anche attraverso un breve esperimento perché sulla superficie di Marte l’acqua oggi non può esistere allo stato liquido.
Ma prima che il pianeta perdesse la sua atmosfera e soprattutto quando vi scorreva acqua liquida, era abitabile? Dov’è finita la sua atmosfera? E dov’è finita tutta l’acqua? Parleremo delle ultime scoperte che rispondono in parte a queste domande, focalizzandoci sui laghi sub-glaciali di acqua liquida di recente trovati sotto i ghiacci del polo sud marziano. Vi sveleremo, servendoci di un semplice esperimento e di paragoni con ambienti simili che troviamo qui sulla Terra, come mai questi laghi non sono completamente ghiacciati nonostante le bassissime temperature marziane.
Approfondiremo il discorso ancora di più nella video-lezione Marte in salamoia!, ma per iniziare a conoscere Marte, la sua storia e il suo presente, partite da qui:

Vulcani terrestri e marziani

Come vi abbiamo raccontato nella video-lezione Il pianeta rosso ieri e oggi, durante una delle prime fasi della sua evoluzione, su Marte ha preso il via un’intensa attività vulcanica. Conosciamo i vulcani perché sono formazioni naturali impressionanti presenti anche sulla Terra. Ancora più spettacolari sono i vulcani che si trovano sugli altri pianeti e sulle lune del sistema solare: Marte, ad esempio, ospita il più grande vulcano di tutto il Sistema Solare, il Monte Olimpo, un vulcano a scudo alto quasi 25km!
In questa video-lezione cercheremo di capire insieme il meccanismo alla base del funzionamento dei vulcani studiando, attraverso semplici esempi e un video esperimento, il principio fisico della convezione. Vedremo in che modo le eruzioni vulcaniche modificano l’atmosfera, la temperatura, il pH e in generale tutte le caratteristiche chimico-fisiche dell’ambiente circostante. Così è stato infatti su Marte e allora ci chiediamo: è possibile che nelle vicinanze di un vulcano si sviluppi la vita? Ci sono regioni del nostro pianeta, come i campi di lava in Islanda, che hanno caratteristiche simili al suolo marziano e che possono aiutarci a capire com’è fatto un ambiente di questo tipo.
Vediamolo insieme:

Un pH molto marziano!

Ci sono zone sulla Terra estremamente acide, come il Rio Tinto in Spagna, che rappresenta un laboratorio perfetto per studiare la vita in quegli ambienti estremi che vi raccontiamo in modo approfondito in Voglio una vita estrema…mente marziana!
E su Marte? L’atmosfera di Marte è ben diversa da quella del nostro pianeta, ed è oggi dominata dall’anidride carbonica che influenza e ha in passato influenzato notevolmente i livelli di pH del pianeta.  Per esempio, durante il periodo di intensa attività vulcanica, come abbiamo visto ne Il pianeta rosso ieri e oggi e in Vulcani terrestri e marziani, su Marte la continua produzione di gas emessi dalle eruzioni, aveva dato vita a un substrato particolarmente acido. Per parlare di pH, acidi e basi occorre però capire cosa sono. Cercheremo di renderli più accessibili inquadrandoli nella vita di tutti i giorni e mostreremo, tramite un breve esperimento, come misurare il valore di acidità e alcalinità di una soluzione usando degli indicatori universali. Alla fine ci stupiremo di scoprire che le caratteristiche del sottosuolo marziano al giorno d’oggi sono molto simili a quelle che potremmo trovare sulla Terra e in realtà, addirittura nel nostro giardino!

Mare in salamoia!

Come vi abbiamo raccontato nella video-lezione Il pianeta rosso ieri e oggi, ancora non sappiamo di preciso dove è andata a finire tutta l’acqua che scorreva in passato sulla superficie di Marte. Eppure, una delle scoperte più curiose e interessanti che abbiamo fatto negli ultimi tempi sul pianeta rosso è sicuramente che parte di essa oggi è intrappolata sotto lo strato di ghiaccio che ricopre il pianeta. C’è un ingrediente segreto che permette all’acqua di rimanere liquida a quelle profondità e alle bassissime temperature marziane: il sale, che è in grado di modificare il punto di congelamento dell’acqua impedendole di congelare anche al di sotto dei 0°C.
Scopriremo insieme come cambiano le soluzioni in presenza di sali e come definire una soluzione satura; vedremo come ottenere una soluzione sovra-satura tramite un esperimento di evaporazione di una soluzione e attraverso un breve ma spettacolare video mostreremo come avviene la cristallizzazione dei sali.
Dopo aver conosciuto da vicino i sali ci chiederemo: è possibile trovare forme viventi in ambienti con una salinità elevata, come ad esempio i laghi sub-glaciali marziani? Sulla Terra, come vedremo anche in Voglio una vita estrema… mente marziana! è sufficiente studiare luoghi come i laghi iper-salati in Canada per capire che alcuni batteri hanno sviluppato una varietà di meccanismi protettivi per sopravvivere in ambienti ricchi di sale e limitare i danni causati dalla perdita d’acqua.

Voglio una vita estrema… mente marziana!

In questo viaggio marziano ci siamo imbattuti in una varietà di ambienti dalle caratteristiche estremamente inospitali. In Vulcani terrestri e marziani abbiamo conosciuto gli spettacolari vulcani marziani e abbiamo capito come le eruzioni modificano le caratteristiche fisico-chimiche dei pianeti, scoprendo, nella video-lezione Un pH molto marziano!, che Marte, proprio a causa del suo passato vulcanismo, è stato un posto incredibilmente acido. Verrebbe spontaneo pensare che neppure nei laghi sub-glaciali, che abbiamo descritto in Marte in salamoia! come estremamente salati, la vita si formi e si mantenga facilmente. Eppure c’è una classe di microrganismi, gli estremofili, che sono capaci di vivere e prosperare in condizioni ambientali impossibili per la maggior parte degli altri organismi. Parliamo di temperature e pressioni bassissime o altissime, di alti livelli di radiazioni, elevata salinità, acidità o alcalinità.
In questa video-lezione conosciamo da vicino questi organismi semplicissimi partendo dallo studio dell’elemento base di ogni essere vivente: la cellula, analizzando l’importanza della membrana cellulare. Attraverso un semplice esperimento sottoporremo un uovo alle condizioni ambientali marziane e vedremo in che modo reagirà. E’ possibile sopravvivere su Marte?

Approfondimenti

Esplorando Marte dalla Terra (webinar Europlanet)
Alla scoperta di Marte (con Francesca Altieri – INAF)
Vulcanismo su Marte (webinar Europlanet)
Un lago d’acqua su Marte (servizio di Media INAF)

 

Speciale Ammartaggio

Vedi tutte le videolezioni realizzate in collaborazione con Europlanet
Leggi il percorso dedicato all'Ammartaggio!

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