Una forte scossa nell’ultimo anno della Nasa Missione Mars InSight ha permesso ai ricercatori dell’ETH di Zurigo di determinare lo spessore globale e la densità della crosta del pianeta.
In media, la crosta marziana è molto più spessa di quella terrestre o lunare e la principale fonte di calore del pianeta è radioattiva.
Marte è sorprendentemente dicotomico: le pianure (blu) dominano l’emisfero settentrionale, gli altipiani l’emisfero meridionale. Credito immagine: MOLA Science Team
Nel maggio 2022, il Marsquake Service dell’ETH di Zurigo ha registrato il più grande terremoto mai osservato su un altro pianeta. Questo evento, con una magnitudo stimata di 4,6, è stato registrato sulla superficie di Marte dal sismometro schierato come parte della missione Mars InSight della NASA.
“Questo marsquake ha emesso forti onde sismiche che hanno viaggiato lungo la superficie di Marte”, afferma Doyeon Kim, sismologo dell’Istituto di geofisica dell’ETH di Zurigo.
Le onde di superficie offrono una prospettiva globale
Dopo più di tre anni di monitoraggio quotidiano e diminuzione dei livelli di potenza sul sismometro di InSight, i ricercatori sono stati premiati con i dati di un considerevole terremoto.
Le onde superficiali osservate da questo grande terremoto non solo hanno viaggiato dalla sorgente del terremoto alla stazione di misurazione, ma hanno anche continuato a viaggiare intorno all’intero pianeta diverse volte. Questi dati non solo hanno fornito informazioni su aree specifiche di Marte, ma hanno anche consentito una visione globale del pianeta.
Mappa topografica della superficie marziana (a sinistra) e rappresentazione dello spessore della crosta (a destra). Credito immagine: MOLA Science Team / Doyeon Kim, ETH Zurigo
“Da questo terremoto, il più grande terremoto registrato durante l’intera missione InSight, abbiamo osservato onde superficiali che hanno fatto il giro di Marte fino a tre volte”, afferma il sismologo e autore principale di uno studio appena pubblicato sulla rivista, Lettere di ricerca geofisica.
Per ottenere informazioni sulla struttura attraversata dalle onde, i ricercatori hanno misurato la velocità con cui queste onde si propagano a frequenze diverse.
Queste velocità sismiche forniscono informazioni sulla struttura interna a diverse profondità. In precedenza, le onde di superficie osservate dai due grandi impatti di meteoriti consentivano anche scoperte regionali lungo i loro specifici percorsi di propagazione. “Ora, abbiamo osservazioni sismiche che rappresentano la struttura globale”, afferma Kim.
Cratere Sirenum Fossae, Marte. Credito immagine: NASA
Confrontando i dati di Marte con quelli della Terra e della Luna
Combinando i risultati appena ottenuti con i dati esistenti sulla gravità e la topografia di Marte, i ricercatori sono stati in grado di determinare lo spessore della crosta marziana. Ha una media di 42-56 chilometri (26-35 miglia).
In media, la crosta è più sottile nel bacino di impatto di Isidis a ~ 10 km (6 miglia) e più spessa nella provincia di Tharsis a ~ 90 km (56 miglia). Per metterlo in prospettiva, i dati sismici indicano che la crosta terrestre ha uno spessore medio di 21-27 chilometri (13-17 miglia), mentre la crosta lunare, come determinato dai sismometri della missione Apollo, è compresa tra 34 e 43 chilometri (21-17 miglia). 27 miglia) di spessore.
“Ciò significa che la crosta marziana è molto più spessa di quella della Terra o della Luna”, afferma Kim. Generalmente, i corpi planetari più piccoli nel nostro sistema solare hanno una crosta più spessa rispetto ai corpi più grandi.
Kim spiega: “Siamo stati fortunati ad osservare questo terremoto. Sulla Terra, avremmo difficoltà a determinare lo spessore della crosta terrestre utilizzando la stessa magnitudo di terremoto che si è verificata su Marte. Sebbene Marte sia più piccolo della Terra, trasporta l’energia sismica in modo più efficiente.
Uno dei risultati più importanti di questa ricerca riguarda la differenza tra l’emisfero nord e sud di Marte. Questo contrasto è stato osservato da quando esistono i telescopi; è particolarmente visibile nelle immagini dai satelliti di Marte.
L’emisfero settentrionale su Marte è costituito da pianure pianeggianti, mentre a sud ci sono alte montagne. La divisione tra pianure settentrionali e altopiani meridionali è chiamata dicotomia marziana.
Densità della crosta simile e calore radioattivo
“Si potrebbe pensare che questa differenza possa essere spiegata da due diverse composizioni rock”, dice Kim: “Una roccia sarebbe più densa dell’altra”.
Mentre la composizione può essere la stessa al nord e al sud, lo spessore della crosta varia. Se la crosta è più spessa a sud, sotto di essa ci sarebbe materiale del mantello marziano meno denso, mentre una crosta più sottile a nord avrebbe più di questo materiale denso e più pesante.
Di preciso cosa sono stati in grado di dimostrare i ricercatori? “Sulla base delle osservazioni sismiche e dei dati sulla gravità, mostriamo che la densità della crosta nelle pianure settentrionali e negli altopiani meridionali è simile”, scrivono.
Al contrario, la crosta nell’emisfero meridionale si estende a una profondità maggiore rispetto all’emisfero settentrionale. “Questa scoperta è entusiasmante, anche se non molto sorprendente”, afferma Kim. Dopotutto, l’analisi degli impatti dei meteoriti su Marte lo scorso anno ha già fornito la prova che le croste a nord ea sud sono fatte dello stesso materiale.
Ulteriori conclusioni possono essere tratte anche dalla spessa crosta marziana. “Il nostro studio fornisce come il pianeta genera il suo calore e spiega la storia termica di Marte”, dice Kim.
Essendo un pianeta a placca singola, la principale fonte di calore prodotta oggi all’interno di Marte è il risultato del decadimento di elementi radioattivi come torio, uranio e potassio.
Lo studio ha scoperto che nella crosta marziana si trova dal 50 al 70 per cento di questi elementi che producono calore. Questo elevato accumulo potrebbe spiegare perché ci sono regioni locali al di sotto in cui i processi di fusione potrebbero ancora aver luogo oggi.
Fonte: ETH Zurigo
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
