I meteoriti provenienti da Marte e ritrovati sulla Terra hanno origine da eventi di grande violenza che sono allo studio dei ricercatori.

Fino a quando gli umani non saranno in grado di riportare campioni da Marte, gli unici pezzi del Pianeta Rosso trovati sulla Terra sono dei meteoriti marziani come le shergottiti. La misteriosa origine di questi piccoli viaggiatori marziani è stata violenta: affinché le rocce di Marte raggiungano la Terra, devono essere state espulse dalla superficie del pianeta con una forza sufficiente a sfuggire alla gravità marziana. Questa espulsione è stata probabilmente dovuta a un grande impatto su Marte. Le rocce hanno resistito alle enormi temperature e pressioni di questo impatto e hanno volato attraverso il vuoto dello spazio, atterrando infine sul nostro pianeta.

Le shergottiti

Marte ricostruito con un mosaico di immagini
Un mosaico con la ricostruzione di Marte per singole immagini. Credit: JPL-Caltech/NASA

Nell’agosto del 1865, una roccia di 10 libbre cadde dallo spazio sulla Terra, atterrando con un boato nel remoto villaggio di Sherghati, in India. Dopo essere stata recuperata dai testimoni dell’evento, la pietra finì in possesso di un magistrato britannico locale che si adoperò per identificare l’origine dello strano oggetto. Dopo oltre un secolo di studio dei frammenti del meteorite, i cosiddetti shergottiti, i ricercatori negli anni ’80 hanno finalmente determinato le sue origini aliene: il nostro vicino pianeta, Marte.

Per decenni, gli scienziati hanno lavorato alla modellazione del tipo di eventi di impatto marziano che inviano frammenti del Pianeta Rosso sulla Terra. Ora, i ricercatori del Caltech e del Jet Propulsion Laboratory (JPL), hanno condotto esperimenti per simulare la cosiddetta “pressione d’urto” sperimentata dalle rocce marziane scoprendo che la pressione necessaria per lanciare una roccia da Marte nello spazio è molto inferiore a quanto inizialmente pensato.

Meteoriti di varie fonti sono stati scoperti sulla Terra per millenni, ma le loro origini non erano note fino a tempi molto più recenti. Mentre gli orbiter Viking della NASA effettuavano misurazioni della composizione atmosferica di Marte alla fine degli anni ’70, Ed Stolper del Caltech (ora giudice Shirley Hufstedler professore di geologia) fu uno dei primi a suggerire che le shergottiti provenissero da Marte, fatto confermato in seguito quando i gas nella sottile atmosfera marziana risultarono combaciare con i gas incapsulati nei meteoriti.

Ma non è tutto ciò che la composizione di un meteorite può dirci sul suo viaggio. Uno dei componenti principali delle rocce marziane è il minerale cristallino plagioclasio. Sotto pressioni elevate, come un impatto intenso, il plagioclasio si trasforma nel materiale vetroso noto come maskelynite. Trovare maskelynite in una roccia, quindi, indica i tipi di pressione con cui il campione è entrato in contatto.

Negli ultimi cinque anni sono stati scoperti meteoriti marziani con una miscela sia di plagioclasio che di maskelynite, indicando un limite superiore per le pressioni a cui sono stati sottoposti e il team del Caltech ha condotto esperimenti per distruggere le rocce contenenti plagioclasio dalla Terra e osservare come il minerale si trasforma sotto pressione.

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La potenza dell’impatto

I crateri da impatto “gemelli” della regione Thaumasia Planum. Credit: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Il team ha sviluppato un metodo più accurato per simulare gli impatti marziani in esperimenti di recupero dagli urti, utilizzando una potente “pistola” per far esplodere le rocce con proiettili che viaggiano a una velocità cinque volte superiore a quella del suono. Precedenti esperimenti di pressione d’urto richiedevano onde riverberanti attraverso una camera d’acciaio, che fornisce però un’immagine imprecisa di ciò che accade durante un evento di impatto su Marte.

I test avevano dimostrato che il plagioclasio si trasforma in maskelynite a una pressione d’urto di 30 gigapascal (GPa), che è 300.000 volte la pressione atmosferica che si sperimenta a livello del mare, o 1.000 volte la pressione con cui un sommergibile entra in contatto mentre si immerge sotto i 3 chilometri di acqua dell’oceano.

Il nuovo studio mostra che la transizione avviene effettivamente a circa 20 GPa, una differenza significativa rispetto a quanto calcolato in precedenza. In particolare, la nuova soglia di pressione è coerente con le prove di altri minerali ad alta pressione in questi meteoriti che indicano che le loro pressioni d’urto dovevano essere inferiori a 30 GPa.

È stata una sfida importante riuscire a modellare un impatto in grado di lanciare rocce intatte da Marte mentre le colpiva a 30 GPa. In questo contesto, la differenza tra 30 GPa e 20 GPa è significativa. Grazie a questi risultati, quanto più accuratamente riusciremo a caratterizzare le pressioni d’urto sperimentate da un meteorite, tanto più sarà probabile che si possa identificare il cratere da impatto su Marte da cui ha avuto origine.

Riferimenti: Caltech Technlogy Institute