Grazie ai dati raccolti dal lander Insight sui terremoti di Marte, gli scienziati hanno trovato risposta alla dicotomia del Pianeta Rosso.
Nonostante tutto quello che abbiamo imparato su Marte negli ultimi decenni, il pianeta è ancora misterioso. La maggior parte del mistero ruota attorno alla vita e al fatto che il pianeta ne abbia mai supportata una. Ma il pianeta ci stuzzica anche con altri misteri fondamentali. Uno di questi misteri è la dicotomia marziana: perché gli emisferi settentrionale e meridionale del pianeta sono così diversi? Per qualche ragione, l’emisfero meridionale di Marte è prevalentemente costituito da altopiani e ha un’altitudine maggiore rispetto all’emisfero settentrionale, circa 5 km più in alto. Il sud ha anche una crosta più spessa, è più vecchio ed è coperto di crateri. L’emisfero settentrionale è una vasta pianura liscia con una crosta più sottile e meno crateri. È anche meno magnetizzato di quello meridionale. Ora i dati ricavati dai terremoti marziani hanno svelato perchè il pianeta presenta due emisferi così diversi.
Una inspiegabile dicotomia
Gli scienziati si sono interrogati su questa dicotomia e hanno proposto diverse ragioni per essa. Una delle principali teorie riguarda un impatto massiccio. Alcuni ricercatori che utilizzano modelli geofisici hanno ipotizzato che un corpo delle dimensioni di Plutone abbia colpito Marte all’inizio della sua storia. L’impatto potrebbe aver creato le pianure settentrionali come un gigantesco bacino d’impatto.vAltri ricercatori hanno proposto che i processi interni (endogeni) del pianeta abbiano creato la dicotomia. La tettonica a placche o la convezione del mantello potrebbero essere state alla base.
In entrambi i casi, la dicotomia è fondamentale per comprendere Marte. Non possiamo comprendere l’evoluzione del pianeta senza svelare il mistero dietro la dicotomia. Ecco perché la NASA e il DLR hanno lanciato il lander InSight, che ha raggiunto la superficie marziana nel novembre 2018. Gli autori affermano la dicotomia marziana in termini chiari: “La dicotomia emisferica marziana è delineata da differenze significative di elevazione e spessore della crosta tra le pianure settentrionali e gli altopiani meridionali“. La differenza di altitudine è circa uguale all’altezza delle montagne più alte della Terra.
Nuove informazioni dai martemoti
Ora una nuova ricerca basata su un cluster di martemoti nella regione di Terra Cimmeria degli altopiani meridionali che hanno fornito ai ricercatori nuovi dati sismici provenienti da regioni mai studiate prima, ha consentito loro di confrontare i dati con quelli di altre regioni. In particolare quelli della regione di Cerberus Fossae nelle pianure settentrionali, una serie di fenditure quasi parallele su Marte. Gli scienziati pensano che siano state create dai vulcani Tharsis a est e Elysium a ovest.
I ricercatori hanno lavorato con i dati sismici di InSight e hanno migliorato il rapporto segnale/rumore. Tale miglioramento ha consentito loro di individuare con precisione le posizioni dei terremoti su Marte e hanno utilizzato il cosiddetto “metodo del rapporto spettrale” per determinare la qualità delle onde. In questo contesto, la qualità si riferisce alla rapidità con cui le onde sismiche perdono energia mentre attraversano l’interno di Marte. È espressa come un valore per ‘Q’ che era diverso tra la regione di Cerberus Fossae e la regione di Terra Cimmeria.
Differenze di temperatura su Marte
Una differenza così grande in Q tra le regioni indica che i sottofondi sono sostanzialmente diversi l’uno dall’altro. La temperatura e la convezione del mantello potrebbero essere la chiave. “I dati di questi terremoti su Marte, se confrontati con i ben documentati terremoti su Marte nell’emisfero settentrionale, rivelano come l’emisfero meridionale del pianeta sia significativamente più caldo rispetto al suo emisfero settentrionale“, ha affermato il professor Tkalcic. “Capire se si sta verificando una convezione offre indizi su come Marte si è evoluto nel suo stato attuale nel corso di miliardi di anni“.
L’obiettivo principale dei ricercatori nello studio della dicotomia marziana è stato quello di determinare se i processi o gli eventi endogeni o esogeni siano responsabili. Tuttavia, la teoria dell’impatto è ostacolata dalla tempistica. Ci sono vincoli geocronologici significativi per gli impatti giganti su Marte. I dati sui crateri, la distribuzione dei minerali e la presenza di canali fluviali sono tutti in conflitto con l’ipotesi dell’impatto, che la maggior parte dei ricercatori suggerisce debba essere avvenuta all’inizio della storia del sistema solare.
La chiave è nel mantello
“Queste osservazioni sismologiche, insieme ai vincoli geocronologici degli impatti giganti, rafforzano l’ipotesi “endogena” secondo cui la convezione del mantello causa la dicotomia crostale”, spiegano. “Sulla Terra, abbiamo migliaia di stazioni sismiche sparse per il pianeta. Ma su Marte, ne abbiamo una sola, quindi la sfida è determinare la posizione di questi terremoti su Marte quando hai un solo strumento“, ha detto il professor Tkalcic.
Questi risultati, supportati dall’analisi geochimica dei meteoriti marziani, forniscono preziose osservazioni sismologiche in situ che supportano l’ipotesi “endogena”, suggerendo che la convezione del mantello gioca un ruolo cruciale nella formazione della dicotomia crostale marziana.
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Per saperne di più
- Leggi l’articolo originale su Universe Today
- Leggi il paper scientifico intitolato “Constraints on the Origin of the Martian Dichotomy From Southern Highlands Marsquakes” e pubblicato su Geophysical Research Letter
