Un terremoto marziano su larga scala registrato dal lander InSight della NASA suggerisce che la crosta sul pianeta Marte in alcuni punti "sembra un'armatura pesante", secondo un nuovo studio.
Il sismometro del lander InSight della NASA, la cui missione terminerà nel dicembre 2022, ha trascorso tre anni a misurare le onde sismiche su Marte. Il suo lavoro ha incluso il rilevamento del più grande terremoto marziano mai registrato nel maggio 2022: un terremoto di magnitudo 4,6.
Sebbene i tremori su Marte fossero solo un terremoto medio rispetto alla Terra, gli scienziati della NASA dissero all'epoca che questo era il limite superiore di ciò che gli esploratori di Marte si aspettavano di vedere. Il terremoto marziano è stato più potente di tutti gli altri misurati prima che si combinassero.
"Questo terremoto ha inviato forti onde sismiche che hanno attraversato la superficie di Marte", ha detto l'autore principale dello studio e sismologo presso l'Istituto di geofisica dell'Università di tecnologia di Zurigo, Doyon Kim, in nuova applicazione, pubblicato il 6 maggio. "Da questo terremoto, il più grande terremoto registrato durante l'intera missione InSight, abbiamo osservato onde superficiali che hanno fatto il giro di Marte fino a tre volte".
Misurare la velocità e la frequenza delle onde sismiche - e il modo in cui queste qualità variavano sul Pianeta Rosso - ha permesso a Kim e al team di ottenere informazioni sulle strutture geologiche che hanno incontrato. Sono stati ottenuti nuovi dati su questioni come la struttura interna della crosta marziana a varie profondità.
Prima del gigantesco terremoto, InSight ha registrato onde sismiche simili che si sono verificate quando due meteoriti sono caduti su Marte. Tuttavia, l'evento cosmico ha fornito dettagli solo su scala regionale. Un terremoto di magnitudo 5 punti ha permesso di esplorare Marte ancora più in profondità, rivelando grandi conseguenze.
Il team ha preso i dati forniti da InSight e li ha combinati con le informazioni di altre missioni sulla gravità e la topografia di Marte. Gli studi raccolti hanno mostrato agli scienziati che la crosta del Pianeta Rosso ha uno spessore che varia in media dai 42 ai 56 chilometri, ma la sua sezione più spessa è doppia: 90 chilometri.
"La crosta marziana (in media) è molto più spessa di quella della Terra o della Luna", ha detto Kim, aggiungendo che i corpi planetari più piccoli nel Sistema Solare tendono ad avere croste più spesse rispetto ai corpi più grandi.
Lo spessore della crosta terrestre varia in media dai 13 ai 17 chilometri, mentre i sismometri delle missioni lunari Apollo degli anni '1960 e '1970 hanno determinato che lo spessore della crosta lunare varia dai 34 ai 43 chilometri.
Il team di InSight ha scoperto che la crosta marziana è più sottile nell'Isis Impact Basin, un antico cratere largo circa 1200 chilometri. In questo bacino, situato al confine tra gli altipiani meridionali di Marte fortemente craterizzati e le pianure settentrionali, lo spessore della crosta marziana è di soli 10 chilometri circa.
Nel suo punto più spesso, tuttavia, la crosta si trova a 90 chilometri di profondità nella vasta regione di Tharsis e si estende quasi per la larghezza degli Stati Uniti da un bordo all'altro: si tratta di circa 8 chilometri di diametro. Tharsis è alla base di un vasto sistema di faglie radiali che coprono circa un terzo della superficie di Marte. Ospita anche vaste pianure vulcaniche e i tre più grandi vulcani di Marte.
"Siamo stati fortunati ad assistere a questo terremoto. Sulla Terra, sarebbe difficile per noi determinare lo spessore della crosta terrestre con l'aiuto di un terremoto della stessa forza che si è verificato su Marte, - ha spiegato Kim. "Sebbene Marte sia più piccolo della Terra, trasporta l'energia sismica in modo più efficiente." I risultati del team hanno anche confermato il contrasto tra gli emisferi settentrionale e meridionale di Marte. Il nord del pianeta è costituito da pianure pianeggianti, mentre il sud ha altipiani.
La cosiddetta "dicotomia marziana" tra nord e sud è stata osservata da astronomi e scienziati planetari almeno dalla prima missione orbitale del Mariner 9 della NASA nel 1971-72, secondo uno studio peer-reviewed. pubblicato nel 2007. Le ipotesi iniziali su questa differenza erano legate alla composizione delle rocce, dice Kim. "Una razza sarebbe più densa dell'altra."
Tuttavia, nuovi studi confermano che la composizione della razza qui è irrilevante. Sebbene la composizione delle rocce sia la stessa in entrambi gli emisferi, lo spessore della crosta è diverso, e questo spiega la dicotomia marziana. Sulla base delle osservazioni sismiche di InSight e dei dati sulla gravità, i ricercatori hanno affermato di aver dimostrato che le densità crostali nelle pianure settentrionali e negli altopiani meridionali sono simili.
La densità rilevata è coerente con le osservazioni sismiche di InSight sui suddetti impatti di meteoriti, che suggeriscono che la crosta a nord e a sud sia costituita dallo stesso materiale. (Il modo in cui le onde sismiche si propagano attraverso la crosta rocciosa consente ai ricercatori di dedurne la composizione).
La scoperta da parte del team di una spessa crosta marziana in alcuni punti fa anche luce su come il pianeta genera calore e su come questo sia cambiato nel corso della storia di Marte. La principale fonte di calore dall'interno di Marte è il decadimento radioattivo di elementi come torio, uranio e potassio.
Il team teorizza che dal 50% al 70% di questi elementi che producono calore risieda nella crosta marziana. Pertanto, la differenza di spessore di questa crosta su Marte potrebbe spiegare perché ci sono regioni locali del pianeta in cui possono ancora verificarsi processi di fusione oggi, poiché questi punti caldi contengono anche più materiali radioattivi che generano calore.
"Questa scoperta è molto interessante e pone fine a un lungo dibattito scientifico sull'origine e la struttura della crosta marziana", ha affermato Kim.
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