Finora Marte era considerato un pianeta geologicamente morto. Tuttavia, le onde sismiche indicano che la superficie di Marte è ancora caratterizzata dal vulcanismo. Lo riferisce un team di ricerca internazionale guidato dall'ETH di Zurigo.
Dal 2018, quando il sismometro SEIS è stato installato sulla superficie di Marte nell'ambito della missione InSight della NASA, i sismologi e i geofisici dell'ETH di Zurigo hanno registrato le onde sismiche di oltre 1.300 Marsquakes. I ricercatori sono stati in grado di rilevare ripetutamente scosse più piccole e più grandi. Ora un'analisi dettagliata della posizione e delle caratteristiche spettrali di questi terremoti marziani ha rivelato qualcosa di sorprendente: i terremoti indicano che la superficie di Marte è ancora caratterizzata da attività vulcanica.
Segni di attività recente su Marte
Un team di ricerca internazionale guidato dall'ETH di Zurigo ha analizzato più di 20 recenti terremoti marziani che hanno avuto origine nelle Fosse di Cerbero, una regione di Marte costituita da varie trincee e fratture. I dati sismici hanno mostrato che i terremoti producono segnali a bassa frequenza, indicando che si sono verificati in una roccia relativamente morbida e potenzialmente calda. Ciò potrebbe essere spiegato dall'intrusione di magma a 20-30 chilometri di profondità negli ultimi millenni, ovvero dall'attività vulcanica su Marte. In particolare, i ricercatori hanno scoperto che la maggior parte delle scosse si è verificata nella parte più interna del sistema di fratture Cerberus Fossae.
Confrontando gli epicentri delle scosse con le immagini fotografiche dell'area corrispondente, i ricercatori hanno anche scoperto che le scosse erano situate in una fessura fresca attorno alla quale erano stati precedentemente scoperti depositi di cenere. Questi si trovano non solo nella direzione principale del vento, ma anche in direzioni diverse intorno alle Fosse di Cerbero. "Il colore più scuro di questa cenere indica un'attività vulcanica più recente, che potrebbe essersi verificata negli ultimi 50.000 anni. Si tratta di un periodo relativamente giovane in termini geologici", spiega Simon St?hler, autore principale di un articolo appena pubblicato sulla rivista Nature. St?hler è un collaboratore scientifico con funzioni direttive del gruppo di sismologia e geodinamica diretto dal professore Domenico Giardini presso l'Istituto di geofisica dell'ETH di Zurigo.
Una delle trincee che compongono il sistema di trincee Cerberus Fossae. Le fratture attraversano montagne e crateri, indicando che sono relativamente giovani. (Immagine: ESA/DLR/FU Berlin)
I depositi del cratere Zunil (rettangolo) sono nella direzione predominante del vento. I depositi delle Fosse di Cerebus (ovali) puntano in direzioni diverse e indicano un'attività vulcanica recente. (Immagine: Emirates Mars Mission EXI) Le Fosse di Cerbero incastonate nella circostante Pianura dell'Eliseo, vicino all'equatore marziano. (Immagine: ESA/DLR/FU Berlin)
Perché studiare il nostro pianeta vicino?
Indagare i pianeti vicini alla Terra non è un compito facile. Marte è l'unico pianeta, oltre alla Terra, su cui i ricercatori hanno stazionato rover, lander e ora anche droni che trasmettono dati. Finora, l'esplorazione di tutti gli altri pianeti si è affidata alle immagini provenienti dallo spazio. "Il SEIS è il sismometro più sensibile mai installato su un altro pianeta", spiega Domenico Giardini. "Offre a geofisici e sismologi l'opportunità di lavorare con dati aggiornati che mostrano ciò che sta accadendo su Marte, sia in superficie che all'interno", e insieme alle immagini dall'orbita, i dati sismici forniscono prove scientifiche affidabili.
Essendo uno dei pianeti a noi più vicini, Marte è importante anche per comprendere processi geologici simili a quelli della Terra. Il Pianeta Rosso è l'unico pianeta a noi noto il cui nucleo è costituito da ferro, nichel e zolfo, che in passato potrebbero aver fatto parte di un campo magnetico. I risultati topografici indicano anche che un tempo Marte aveva grandi quantità di acqua e un'atmosfera potenzialmente più densa. Ancora oggi, sulle calotte polari del pianeta c'è acqua ghiacciata, anche se probabilmente per lo più sotto forma di ghiaccio secco. "Anche se c'è ancora molto da scoprire, l'evidenza di un possibile deposito di magma su Marte è entusiasmante", afferma Anna Mittelholz, che lavora come postdoc presso l'ETH di Zurigo e l'Università di Harvard.
Gli ultimi resti della vita geofisica
Guardando le immagini delle distese secche e polverose del paesaggio marziano, è difficile immaginare che Marte fosse vivo circa 3,6 miliardi di anni fa - almeno dal punto di vista geofisico. In ogni caso, ha emesso magma abbastanza a lungo da formare i Monti Tharsis, il più grande sistema vulcanico del nostro sistema solare, e l'Olympus Mons, un vulcano alto quasi tre volte la montagna più alta della Terra, il Monte Everest.
Il fatto che il centro del terremoto sia stato localizzato nelle vicine Fosse di Cerbero - che prendono il nome dal mastino infernale della mitologia greca - indica che Marte non è ancora completamente morto. ? qui che si verifica la subsidenza nella regione vulcanica e si formano delle fosse parallele (o fratture) che fanno sì che la crosta del pianeta si rompa come una torta nel forno. Secondo St?hler, è possibile che quello che vediamo sia il resto di una regione vulcanica alumni attiva o che il magma si stia spostando più a est verso il prossimo centro di eruzione.
Allo studio hanno partecipato ricercatori dell'ETH di Zurigo, dell'Università di Harvard, dell'Università di Nantes, del CNRS di Parigi, del Centro aerospaziale tedesco (DLR) di Berlino e del Caltech.
Missione InSight
InSight (Inesplorazione del territorio con Seismico Investigazioni, Geodesia e Hmangiare Transport) è una missione esterna su Marte senza equipaggio dell'Agenzia per la Sicurezza Nazionale. pagina esternaNASA. Nel novembre 2018, la stazione pagina esternalander,Il Mars Explorer, dotato di un sismometro e di una sonda per il flusso di calore, può raggiungere in sicurezza la superficie di Marte. Gli strumenti geofisici presenti sul pianeta rosso consentono di esplorarne l'interno. Numerosi partner europei, tra cui il Centre National d'?tudes Spatiales (CNES) francese e il Centro aerospaziale tedesco (DLR), sostengono la missione InSight. Il CNES ha deciso di fornire alla NASA lo strumento SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure), il cui ricercatore principale si trova presso l'IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris). I principali contributi al SEIS sono arrivati dall'IPGP, dall'Istituto Max Planck per la Ricerca sul Sistema Solare (MPS) in Germania, dall'Imperial College di Londra e dall'Università di Oxford nel Regno Unito, oltre che dal Jet Propulsion Laboratory (USA).
Riferimento alla letteratura
St?hler SC, Mittelholz A, Perrin C, Kawamura T, Kim D, Knapmeyer M, Zenh?usern G, Clinton J, Giardini D, Longnonné, P, Banerdt WB: Tectonics of Cerberus Fossae unveiled by marsquakes. Nature Astronomy (2022), doi:pagina esterna10.1038/s41550-022-01803-y