Un nuovo studio ha scoperto nuove intriganti informazioni sul nucleo liquido al centro di Marte, favorendo la comprensione della formazione e dell’evoluzione del Pianeta Rosso. La ricerca, condotta da scienziati dell’Università di Bristol, rivela le prime rilevazioni di onde sonore che viaggiano nel nucleo marziano, grazie ai dati registrati dalla missione InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) della NASA. Le misurazioni di questa energia acustica, chiamate onde sismiche, indicano che il suo nucleo liquido è leggermente più denso e più piccolo di quanto si pensasse in precedenza, e comprende una miscela di ferro e numerosi altri elementi.
I risultati sono particolarmente degni di nota, perché inizialmente la missione di ricerca era programmata per durare poco più di un anno marziano (2 anni terrestri). Nonostante le tempeste marziane abbiano accelerato l’accumulo di polvere e ridotto la potenza del lander InSight, la NASA ha prolungato la sua permanenza, quindi i dati geofisici, compresi i segnali dei terremoti, hanno continuato a essere raccolti fino alla fine dello scorso anno.
Jessica Irving, autore principale dello studio, Senior Lecturer di scienze della Terra presso l’Università di Bristol, ha dichiarato: “Il tempo extra della missione ha sicuramente dato i suoi frutti. Abbiamo effettuato le primissime osservazioni di onde sismiche che attraversano il nucleo di Marte. Due segnali sismici, uno da un marsquake molto lontano e uno da un impatto di un meteorite sul lato più lontano del pianeta, ci hanno consentito di sondare il nucleo marziano con onde sismiche. Abbiamo effettivamente cercato di ascoltare l’energia mentre viaggiava attraverso il cuore di un altro pianeta, e ora l’abbiamo sentita. Queste prime misurazioni delle proprietà elastiche del nucleo di Marte ci hanno aiutato a studiarne la composizione. Invece di essere solo una palla di ferro, contiene anche una grande quantità di zolfo, così come altri elementi tra cui una piccola quantità di idrogeno“.
InSight svela i segreti di Marte
Il team di ricercatori ha utilizzato i dati del lander InSight della NASA, il veicolo spaziale robotico progettato per sondare l’interno di Marte, per confrontare le onde sismiche che viaggiano attraverso il nucleo del pianeta con quelle che transitano in regioni meno profonde di Marte.
Il lander InSight ha dispiegato un sismometro a banda larga sulla superficie marziana nel 2018, consentendo il rilevamento di eventi sismici, inclusi terremoti e impatti di meteoriti. Il team multidisciplinare di scienziati, tra cui sismologi, geodinamici e fisici minerali, ha utilizzato le osservazioni di 2 eventi sismici situati nell’emisfero opposto rispetto al sismometro per misurare i tempi di percorrenza delle onde sismiche che sono passate attraverso il nucleo rispetto alle onde sismiche che sono rimaste nel mantello.
Irving ha dichiarato: “I cosiddetti eventi ‘lontani‘, ovvero quelli sul lato opposto del pianeta rispetto a InSight, sono intrinsecamente più difficili da rilevare perché una grande quantità di energia viene persa o deviata mentre le onde viaggiano attraverso il pianeta. Avevamo bisogno sia di fortuna che di abilità per trovare, e poi utilizzare, questi eventi. Non abbiamo rilevato eventi lontani nel primo anno marziano di operazioni. Se la missione fosse finita allora, questa ricerca non sarebbe potuta avvenire“.
“Il marsquake del sol 976 è stato l’evento più distante riscontrato durante la missione. Il secondo evento sul lato lontano, S1000a – il primo evento rilevato il giorno 1.000 di operazioni – è stato particolarmente utile perché si è rivelato essere un impatto di un meteorite che abbiamo sentito in tutto il pianeta, quindi sapevamo da dove provenivano i segnali sismici. Questi eventi sono avvenuti dopo che il Marsquake Service (MQS) aveva affinato le proprie capacità su centinaia di giorni di dati marziani; poi ci sono volute molte competenze sismologiche di tutto l’Insight Team per estrarre i segnali dai complessi sismogrammi registrati dal lander,” ha sottolineato la ricercatrice.
Gli autori hanno utilizzato queste misurazioni per realizzare modelli che descrivono le proprietà fisiche del nucleo, comprese le dimensioni e la velocità dell’onda elastica. I risultati hanno suggerito che il nucleo di Marte è leggermente più denso e più piccolo rispetto alle stime precedenti, con un raggio di circa 1.780-1.810 km. Questi risultati sono coerenti con il fatto che il nucleo abbia una frazione relativamente elevata di elementi leggeri legati al ferro, tra cui abbondante zolfo e minori quantità di ossigeno, carbonio e idrogeno.
Il coautore Ved Lekic, professore associato di geologia presso l’Università del Maryland College Park, negli Stati Uniti, ha dichiarato: “Rilevare e comprendere le onde che viaggiano attraverso il nucleo stesso di un altro pianeta è incredibilmente impegnativo, riflettendo decenni di sforzi di centinaia di scienziati e ingegneri provenienti da più Paesi. Non solo abbiamo dovuto utilizzare sofisticate tecniche di analisi sismica, ma anche implementare la conoscenza di come le alte pressioni e temperature influenzano le proprietà delle leghe metalliche, sfruttando l’esperienza del team InSight“.
Irving ha aggiunto: “I nuovi risultati sono importanti per comprendere in che modo la formazione e l’evoluzione di Marte differiscono da quelle della Terra. Nuove teorie sulle condizioni di formazione e sugli elementi costitutivi del Pianeta Rosso dovranno essere in grado di eguagliare le proprietà fisiche del nucleo, come rivelato da questo nuovo studio“.
