L’intrigante storia vulcanica di Marte: raro minerale trovato nel cratere Gale, creato da un’eruzione esplosiva oltre 3 miliardi di anni fa

La scoperta della tridimite nel cratere Gale "una delle osservazioni più sorprendenti di Curiosity in 10 anni di esplorazione di Marte"

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La tridimite è una forma di quarzo ad alta temperatura e bassa pressione estremamente rara sulla Terra, e non era chiaro come un pezzo di questa fosse finita nel cratere Gale su Marte, la "casa" del rover Curiosity della NASA. Il cratere, che ha almeno 3,8 miliardi di anni, è stato scelto come sito di atterraggio del rover per la probabilità che un tempo contenesse acqua liquida, e il veicolo ha trovato prove che hanno confermato che era un lago solo 1 miliardo di anni fa. Nel luglio 2015, Curiosity ha perforato una roccia nella zona denominata "Buckskin" nel cratere Gale, producendo polvere di roccia. L'analisi di diffrazione dei raggi X del campione all'interno dello strumento Chemistry and Mineralogy (CheMin) del rover ha rivelato la presenza di un minerale contenente silice noto come tridimite.

"La scoperta della tridimite in una pietra fangosa nel cratere Gale è una delle osservazioni più sorprendenti che il rover Curiosity abbia fatto in 10 anni di esplorazione di Marte," ha affermato Kirsten Siebach, ricercatrice del Department of Earth, Environmental, and Planetary Sciences alla Rice University. "La tridimite è solitamente associata a sistemi vulcanici esplosivi evoluti che formano quarzo sulla Terra, ma l'abbiamo trovata sul fondo di un antico lago su Marte, dove la maggior parte dei vulcani sono molto primitivi". N

Nello studio, Siebach e colleghi hanno riesaminato i dati di ogni ritrovamento segnalato di tridimite sulla Terra. Hanno anche esaminato i materiali vulcanici dai modelli del vulcanismo di Marte e hanno riesaminato le prove sedimentarie dal lago del cratere Gale. Hanno quindi elaborato un nuovo scenario che corrispondeva a tutte le prove: il magma marziano è rimasto più a lungo del solito in una camera sotto un vulcano, subendo un processo di raffreddamento parziale chiamato cristallizzazione frazionata che ha concentrato il silicio. In una massiccia eruzione, il vulcano ha emesso cenere contenente il silicio sotto forma di tridimite nel lago del cratere Gale e nei fiumi circostanti.

L'acqua ha contribuito a scomporre la cenere attraverso i processi naturali degli agenti atmosferici chimici ed ha anche aiutato a selezionare i minerali prodotti dagli agenti atmosferici. Lo scenario ha concentrato la tridimite, producendo minerali coerenti con il ritrovamento. Ciò spiegherebbe anche altre prove geochimiche che Curiosity ha trovato nel campione, inclusi silicati opalini e ridotte concentrazioni di ossido di alluminio. "In realtà è una semplice evoluzione di altre rocce vulcaniche che abbiamo trovato nel cratere," ha affermato Siebach. "Sosteniamo che, poiché abbiamo osservato questo minerale solo una volta ed era altamente concentrato in un singolo strato, il vulcano probabilmente è esploso nello stesso momento in cui il lago era lì". "Sebbene il campione specifico che abbiamo analizzato non era esclusivamente cenere vulcanica, era cenere che è stata alterata e smistata dall'acqua". Se un'eruzione vulcanica come quella nello scenario si è davvero verificata quando il cratere Gale conteneva un lago, significherebbe che il vulcanismo esplosivo si è verificato più di 3 miliardi di anni fa, mentre Marte stava passando da un mondo più umido e forse più caldo al pianeta arido che è oggi.

"Ci sono ampie prove di eruzioni vulcaniche basaltiche su Marte, ma questa è una chimica più evoluta," ha spiegato Siebach. "Questo studio suggerisce che Marte potrebbe avere una storia vulcanica più complessa e intrigante di quanto avremmo immaginato prima di Curiosity". Lo studio è stato pubblicato su Earth and Planetary Science Letters.