La calotta polare settentrionale di Marte è composta in gran parte da ghiaccio d’acqua, il segno più ovvio che Marte un tempo era un mondo più umido e caldo. Ora, un team di ricercatori del Centro aerospaziale tedesco (DLR) ha utilizzato questa calotta glaciale per fare delle sorprendenti scoperte su di essa e su ciò che ci dice sull’interno di Marte. La ricerca è pubblicata sulla rivista Nature. Secondo Adrien Broquet e un team di scienziati planetari del DLR, la calotta polare settentrionale di Marte è piuttosto giovane. Lo hanno scoperto applicando tecniche utilizzate per misurare ciò che le calotte glaciali sulla Terra fanno alla sua superficie. L’effetto che ha la glaciazione diffusa è chiamato “aggiustamento isostatico glaciale” e si verifica ancora in luoghi come la Scandinavia. In sostanza, è un movimento costante della terra mentre la superficie terrestre si deforma in risposta al peso del ghiaccio. La velocità di deformazione dipende dalle caratteristiche specifiche del mantello sottostante.
Grandi aree del nostro pianeta sono state a volte ricoperte da spesse calotte glaciali. L’ultima volta che ciò è accaduto è stato durante un periodo glaciale terminato circa 11.700 anni fa. Quelle calotte hanno “appesantito” la superficie, comprimendola. Quando i ghiacciai si sono sciolti, la superficie ha iniziato a risalire in un processo chiamato “rimbalzo isostatico”. La velocità sia della depressione che del successivo moto ascendente rivela qualcosa sull’interno della Terra, in particolare sul mantello. Immaginate, ad esempio, di premere verso il basso una spugna e poi di osservarla espandersi quando togliete la mano.
Studiare una calotta glaciale in rimbalzo
Broquet e il suo team hanno deciso di misurare il rimbalzo isostatico glaciale su Marte sotto la calotta glaciale settentrionale, che è larga circa 1.000 chilometri e spessa 3 chilometri. Hanno studiato la sua formazione combinando modelli dell’evoluzione termica del pianeta con calcoli di aggiustamento isostatico glaciale, insieme a gravità, radar e osservazioni sismiche.
Il team ha concluso che la calotta polare settentrionale di Marte è piuttosto giovane e sta abbassando il terreno sottostante. “Dimostriamo che la calotta glaciale spinge il terreno sottostante nel mantello a una velocità fino a 0,13 millimetri all’anno“, ha affermato Broquet. Si tratta di una deformazione piuttosto piccola, secondo Ana-Catalina Plesa, membro del team. “I bassi tassi di deformazione indicano che il mantello superiore di Marte è freddo, altamente viscoso e molto più rigido del mantello superiore della Terra”, ha affermato.
Comprendere la costruzione planetaria
Ma come possono le misurazioni del ghiaccio che appesantisce le superfici planetarie dirci così tanto? Occorre ricordare che i pianeti rocciosi come la Terra e Marte sono in stati di cambiamento costanti. Tali cambiamenti possono variare da eventi di breve durata, come le eruzioni vulcaniche, a quelli di lunga durata, come le ere glaciali. Ogni alterazione influisce sulla superficie, così come la velocità con cui la superficie si deforma e “rimbalza”. Gli scienziati della Terra utilizzano tecniche come lo studio dell’aggiustamento isostatico glaciale per sondare in profondità sotto la superficie e comprendere le caratteristiche di tali strati.
Quando il ghiaccio appesantisce la superficie, la quantità di depressione dipende dalla viscosità del mantello. Questa è una misura di quanto i materiali rocciosi del mantello resistono allo scorrimento. Le rocce del mantello terrestre sono più di un trilione di volte più viscose dell’asfalto. Tuttavia, si deformano ancora e scorrono su scale temporali geologiche di milioni di anni.
Utilizzando dati radar e altri metodi per studiare il tasso di depressione e rimbalzo della superficie terrestre, gli scienziati possono trovare la viscosità del mantello. Da quanto emerge, quando si applicano gli stessi metodi a Marte, si presentano alcune sorprese, tra cui un polo nord apparentemente freddo e regioni equatoriali recentemente attive vulcanicamente.
Stime sull’interno di Marte
Per capire perché l’interno di Marte è come è, sono necessarie stime del campo gravitazionale di Marte (che varia), misurazioni sismiche effettuate dal lander InSight e altri dati. Tutti aiutano a determinare i tassi di depressione e rimbalzo sulla superficie e l’interno del Pianeta Rosso. Il risultato? Sembra che la superficie sotto il polo nord marziano non abbia avuto abbastanza tempo per deformarsi completamente sotto il peso del ghiaccio. Il gruppo di Broquet stima che la superficie del polo nord di Marte si stia attualmente abbassando a velocità fino a 0,13 millimetri all’anno. Per essere così lento, la viscosità del mantello superiore sottostante ci dice che l’interno di Marte è piuttosto freddo.
Le misurazioni del team indicano che la calotta glaciale è giovane, ben più di qualsiasi altra caratteristica su larga scala osservata sul pianeta. È molto probabile che abbia un’età compresa tra 2 e 12 milioni di anni.
Altri luoghi del pianeta potrebbero non essere così freddi come le regioni polari. “Sebbene si stimi che il mantello sotto il polo nord di Marte sia freddo, i nostri modelli sono comunque in grado di prevedere la presenza di zone di fusione locali nel mantello vicino all’equatore“, ha affermato la coautrice dello studio Doris Breuer.
Questi risultati rappresentano la prima volta che gli scienziati hanno scoperto un aggiustamento isostatico glaciale in atto su un altro pianeta roccioso. Le future missioni su Marte potrebbero includere più strumenti per misurare l’ascesa e l’abbassamento della superficie marziana in risposta alla glaciazione.
Vuoi ricevere le notifiche sulle nostre notizie più importanti?