Si sa da tempo che Marte una volta aveva degli oceani, in parte a causa di un campo magnetico protettivo simile a quello terrestre.
Tuttavia, il campo magnetico è scomparso, e una nuova ricerca potrebbe finalmente essere in grado di spiegare perché. I ricercatori hanno ricreato le condizioni previste nel nucleo di Marte risalente a miliardi di anni fa e hanno scoperto che il comportamento del metallo fuso ipotizzato, probabilmente ha dato origine a un breve campo magnetico che era destinato a svanire.
Che sia dovuto alla fantascienza o al fatto che lo si possa vedere con i propri occhi dalla Terra, Marte ha catturato l’immaginazione delle persone per secoli. È uno dei pianeti più vicini a noi ed è stato studiato con ogni sorta di strumenti scientifici a bordo delle varie sonde spaziali senza equipaggio che lo hanno esplorato e continuano a farlo. Eppure, nonostante questo, ci sono alcune grandi domande senza risposta su Marte – le cui soluzioni potrebbero anche far luce sul nostro passato e futuro, dato che la Terra, Marte, e tutti i nostri pianeti vicini, sono nati dalla stessa materia cosmica.
Abitabilità su Marte, leggi tutto
Ad alcune grandi domande su Marte è già stata data una risposta. Per esempio, sappiamo che molte caratteristiche visibili di Marte sono la prova che aveva degli oceani e un campo magnetico protettivo.
Marte e i suoi oceani: quali sono le possibili spiegazioni?
Tuttavia, una domanda in particolare è stata nella mente del professor Kei Hirose del Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie dell’Università di Tokyo: Doveva esserci un campo magnetico intorno a Marte, ma perché esisteva e perché è durato così poco? Spinto a rispondere a questa domanda, un team guidato dal dottorando Shunpei Yokoo nel laboratorio di Hirose ha esplorato un modo nuovo per testare qualcosa di così lontano da noi sia nel tempo che nello spazio.
“Il campo magnetico della Terra è guidato da correnti di convezione inconcepibilmente enormi di metalli fusi nel suo nucleo. Si pensa che i campi magnetici su altri pianeti funzionino allo stesso modo“. Spiega Hirose.
“Anche se la composizione interna di Marte non è ancora nota, le prove dai meteoriti suggeriscono che è ferro fuso arricchito di zolfo. Inoltre, le letture sismiche della sonda InSight della NASA sulla superficie ci dicono che il nucleo di Marte è più grande e meno denso di quanto si pensasse. Queste cose implicano la presenza di ulteriori elementi più leggeri come l’idrogeno. Con questo dettaglio, prepariamo leghe di ferro che ci aspettiamo costituiscano il nucleo, e le sottoponiamo ad esperimenti“.
Questo esperimento ha coinvolto diamanti, laser e una sorpresa inaspettata. Yokoo ha preparato un campione di materiale contenente ferro, zolfo e idrogeno, Fe-S-H, che è quello che lui, insieme al suo team, si aspetta componesse il nucleo di Marte in passato.
Il Fe-S-H
Hanno messo questo campione tra due diamanti e lo hanno compresso riscaldandolo con un laser a infrarossi. Questo per simulare la temperatura e la pressione stimata nel nucleo. L’osservazione del campione con raggi X e fasci di elettroni ha permesso al team di immaginare cosa stava succedendo durante la fusione sotto pressione, e anche di mappare come la composizione del campione è cambiata durante quel tempo.
“Siamo stati molto sorpresi di vedere un comportamento particolare che potrebbe spiegare tante cose. Il Fe-S-H inizialmente omogeneo si è separato in due liquidi distinti. con un livello di complessità che. non è stato visto prima sotto questo tipo di pressione”. Racconta Hirose. “Uno dei liquidi di ferro era ricco di zolfo, l’altro ricco di idrogeno,. e questa è la chiave per spiegare la nascita e infine la morte del campo magnetico intorno a Marte”.
Il ferro liquido ricco di idrogeno e povero di zolfo,. essendo meno denso, sarebbe salito sopra il più spesso ferro liquido ricco di zolfo. e povero di idrogeno, causando correnti di convezione. Queste correnti, simili a quelle sulla Terra,. avrebbero guidato un campo magnetico. in grado di mantenere l’idrogeno in un’atmosfera intorno a Marte,. che a sua volta avrebbe permesso all’acqua di esistere come liquido. Tuttavia, non doveva durare.
La storia a 4 miliardi di anni fa
A differenza delle correnti convettive interne della Terra,. che sono estremamente durature, una volta che i due liquidi si fossero completamente separati,. non ci sarebbero state più correnti per guidare un campo magnetico. E quando questo è successo, l’idrogeno nell’atmosfera è stato soffiato nello spazio dal vento. solare, portando alla rottura del vapore acqueo. e infine all’evaporazione degli oceani marziani. E tutto questo sarebbe avvenuto. circa 4 miliardi di anni fa.
“Con i nostri risultati in mente, e ulteriori studi sismici di Marte,. si spera di verificare che il nucleo sia davvero in strati distinti come abbiamo previsto”. Conclude Hirose. “Se questo è il caso,. ci aiuterebbe a completare la storia di come si sono formati i pianeti rocciosi,. compresa la Terra, e a spiegare la loro composizione”. E si potrebbe pensare che,. un giorno, anche la Terra potrebbe perdere il suo campo magnetico, ma non preoccupatevi,. questo non accadrà per almeno un miliardo di anni”.
Questo lavoro è sostenuto dalla Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) KAKENHI.
