Universo. Dall’inizio del 2019, i ricercatori registrano e analizzano i terremoti di Marte nell’ambito della missione InSight. Tutto ciò si basa su un sismometro la cui elettronica di acquisizione e controllo dei dati è stata sviluppata all’ETH di Zurigo. Grazie a questi dati, i ricercatori hanno misurato la crosta, il mantello e il nucleo del pianeta rosso – dati che contribuiranno a determinare la formazione e l’evoluzione dello stesso e, per estensione, dell’intero sistema solare.
Marte: i terremoti rivelano cosa c’è all’interno. Una volta era completamente fuso in un’unica struttura
Sappiamo che la Terra è composta da una crosta sottile di roccia leggera e solida che circonda un mantello spesso di roccia pesante e viscosa, che a sua volta avvolge un nucleo costituito principalmente da ferro e nichel. I pianeti terrestri, incluso Marte, sono stati considerati come aventi una struttura simile.
“Ora i dati sismici hanno confermato che Marte presumibilmente era un tempo completamente fuso prima di dividersi nella crosta, nel mantello e nel nucleo che vediamo oggi, ma che questi sono diversi da quelli della Terra“.
Dichiara Amir Khan, uno scienziato dell’Istituto di geofisica del Politecnico di Zurigo; e dell’Istituto di fisica dell’Università di Zurigo.
Insieme al suo collega dell’ETH Simon Stähler, ha analizzato i dati della missione InSight della NASA, alla quale l’ETH di Zurigo partecipa sotto la guida del professor Domenico Giardini.
Non ci sono placche tettoniche su Marte!
I ricercatori hanno scoperto che la crosta marziana sotto il sito di atterraggio della sonda vicino all’equatore marziano ha uno spessore compreso tra 15 e 47 chilometri. Una crosta così sottile deve contenere una percentuale relativamente alta di elementi radioattivi, il che mette in discussione i precedenti modelli della composizione chimica dell’intera crosta.
Sotto la crosta c’è il mantello con la litosfera di roccia più solida che raggiunge i 400-600 chilometri di profondità, il doppio di quella della Terra. Questo potrebbe essere dovuto al fatto che ora c’è solo una placca continentale su Marte, in contrasto con la Terra con le sue sette grandi placche mobili.
“La litosfera spessa si adatta bene al modello di Marte come ‘pianeta a una sola placca’”, conclude Khan.
Le misurazioni mostrano anche che il mantello marziano è mineralogicamente simile al mantello superiore della Terra.
“In questo senso, il mantello marziano è una versione più semplice del mantello terrestre”.
Ma la sismologia rivela anche differenze nella composizione chimica. Il manto di Marte, per esempio, contiene più ferro di quello terrestre. Tuttavia, le teorie sulla complessità della stratificazione del mantello marziano dipendono anche dalle dimensioni del nucleo sottostante – e anche qui i ricercatori sono giunti a nuove conclusioni.
Il nucleo è liquido e molto più grande del previsto
Il centro di Marte ha un raggio di circa 1.840 chilometri, il che lo rende più grande di ben 200 chilometri rispetto a quanto ipotizzato 15 anni fa, quando fu pianificata la missione InSight. I ricercatori sono stati in grado di ricalcolare le dimensioni del nucleo utilizzando le onde sismiche.
“Avendo determinato il raggio del nucleo, ora possiamo calcolare la sua densità”. Rileva Stähler.
“Se il raggio del nucleo è grande, la densità del nucleo deve essere relativamente bassa”; spiega: “Ciò significa che il nucleo deve contenere una grande proporzione di elementi più leggeri oltre al ferro e al nichel”. Questi includono zolfo, ossigeno, carbonio e idrogeno, e costituiscono una proporzione inaspettatamente grande. I ricercatori concludono che la composizione dell’intero pianeta non è ancora pienamente compresa. Tuttavia, le indagini attuali confermano che il nucleo è liquido – come sospettato – anche se Marte non ha più un campo magnetico.
Raggiungere l’obiettivo con diverse configurazioni d’onda
I ricercatori hanno ottenuto i nuovi risultati analizzando varie onde sismiche generate dai terremoti di Marte.
“Potevamo già vedere diverse onde nei dati di InSight, quindi sapevamo quanto lontano dal lander questi epicentri di terremoto erano su Marte”.
Afferma e conclude Giardini.
“Per essere in grado di dire qualcosa sulla struttura interna di un pianeta richiede onde di terremoto che si riflettono sulla superficie o sotto la superficie o nel nucleo. Ora, per la prima volta, i ricercatori sono riusciti a osservare e analizzare tali onde su Marte”.
“La missione InSight è stata un’opportunità unica per catturare questi dati. Il flusso di dati terminerà tra un anno, quando le celle solari del lander non saranno più in grado di produrre abbastanza energia. Ma siamo lontani dall’aver finito di analizzare tutti i dati. Marte ci presenta ancora molti misteri; in particolare se si è formato nello stesso periodo e con lo stesso materiale della nostra Terra. È particolarmente importante capire come le dinamiche interne di Marte l’abbiano portato a perdere il suo campo magnetico attivo e tutta l’acqua superficiale. Questo ci darà un’idea di se e come questi processi potrebbero avvenire sul nostro pianeta. Questo è il motivo per cui siamo su Marte, per studiare la sua anatomia”.
