Utilizzando i dati del Lander InSight della NASA, su Marte i sismologi della Rice University hanno effettuato le prime misurazioni dirette dei tre confini del sottosuolo, dalla crosta al nucleo del pianeta rosso.
“In definitiva, potrebbe aiutarci a capire la formazione planetaria”, ha detto Alan Levander, coautore di uno studio disponibile online questa settimana su Geophysical Research Letters. Mentre lo spessore della crosta di Marte e la profondità del suo nucleo sono stati calcolati con una serie di modelli, Levander ha affermato che i dati di InSight hanno consentito le prime misurazioni dirette, che possono essere utilizzate per controllare i modelli e, in ultima analisi, per migliorarli.
“In assenza di tettonica a placche su Marte, la sua storia primitiva è per lo più preservata rispetto alla Terra”, ha detto il coautore dello studio Sizhuang Deng, uno studente laureato alla Rice University. “Le stime di profondità dei confini sismici marziani possono fornire indicazioni per comprendere meglio il suo passato così come la formazione e l’evoluzione dei pianeti terrestri in generale”.
Trovare indizi sull’interno di Marte e sui processi che lo hanno formato sono obiettivi chiave per InSight, il lander atterrato nel novembre 2018. Il sismometro a cupola della sonda consente agli scienziati di ascoltare deboli brontolii all’interno del pianeta, in un modo molto simile ad un medico che ascolta il battito cardiaco di un paziente con uno stetoscopio.
I sismometri misurano le vibrazioni delle onde sismiche. Come le increspature circolari che segnano il punto in cui un ciottolo ha disturbato la superficie di uno stagno, le onde sismiche fluiscono attraverso i pianeti, segnando la posizione e le dimensioni di disturbi come impatti di meteoriti o terremoti, che sono giustamente chiamati martemoti sul pianeta rosso. Il sismometro di InSight ha registrato più di 170 di questi eventi da febbraio a settembre 2019.
Anche le onde sismiche vengono leggermente alterate mentre attraversano diversi tipi di roccia. I sismologi hanno studiato i modelli nelle registrazioni sismografiche sulla Terra per più di un secolo e possono usarli per mappare la posizione dei depositi di petrolio e gas e strati molto più profondi.
“Il modo tradizionale per indagare le strutture sotto la Terra è analizzare i segnali dei terremoti utilizzando fitte reti di stazioni sismiche”, ha detto Deng. “Marte è molto meno attivo tettonicamente, il che significa che avrà molti meno eventi sismici rispetto alla Terra. Inoltre, con una sola stazione sismica su Marte, non possiamo utilizzare metodi che normalmente si basano su reti sismiche di rilevamento”.
Levander e Deng hanno analizzato i dati sismologici di InSight del 2019 utilizzando una tecnica chiamata autocorrelazione del rumore ambientale. “Utilizza dati di rumore continuo registrati dalla singola stazione sismica su Marte per estrarre segnali di riflessione dai confini sismici”, ha detto Deng.
Il primo confine misurato da Deng e Levander è la divisione tra la crosta di Marte e il mantello a quasi 35 chilometri sotto il lander.
La seconda è una zona di transizione all’interno del mantello dove i silicati di magnesio e ferro subiscono un cambiamento geochimico. Sopra la zona gli elementi formano un minerale chiamato olivina e al di sotto di esso il calore e la pressione li comprimono in un nuovo minerale chiamato wadsleyite. Conosciuta come la transizione olivina-wadsleyite, questa zona è stata trovata 1.110-1.170 chilometri sotto InSight.
“La temperatura alla transizione olivina-wadsleyite è una chiave importante per costruire modelli termici di Marte”, ha detto Deng. “Dalla profondità della transizione, possiamo facilmente calcolare la pressione, e con ciò, possiamo derivare la temperatura.”
Il terzo confine che lui e Levander hanno misurato è il confine tra il mantello di Marte e il suo nucleo ricco di ferro, che hanno trovato a circa 1.520-1.600 chilometri sotto il lander. Una migliore comprensione di questo confine “può fornire informazioni sullo sviluppo del pianeta da un punto di vista sia chimico che termico”, ha detto Deng.
Libera traduzione dell’articolo: “Rice researchers use InSight for deep Mars measurements” http://news.rice.edu/2020/08/05/rice-researchers-use-insight-for-deep-mars-measurements-2/
Altro articolo di riferimento:
“NASA InSight gives us the first real peek at Mars’ interior structure” https://www.theweathernetwork.com/ca/news/article/nasa-insight-gives-us-first-real-peek-at-the-interior-structure-of-mars