La missione InSight della NASA su Marte sonda la geologia dell’Elysium Planitia: i dati sismici raccolti nella seconda regione vulcanica più grande di Marte, suggeriscono la presenza di uno strato sedimentario poco profondo inserito tra le colate laviche sotto la superficie del pianeta

Il lander InSight è arrivato su Marte il 26 novembre 2018, toccando terra nella regione di Elysium Planitia. Marte è stato l’obiettivo di numerose missioni di scienza planetaria, ma la missione InSight è la prima a misurare specificamente il sottosuolo utilizzando metodi sismici. L’articolo “La struttura superficiale di Marte nel sito di atterraggio di InSight dall’inversione delle vibrazioni ambientali” è stato pubblicato su Nature Communications lo scorso 23 novembre.

Lo studio

Gli autori hanno esaminato il sottosuolo fino a circa 200 metri di profondità. Proprio sotto la superficie, hanno scoperto uno strato di regolite, materiale prevalentemente sabbioso spesso circa tre metri sopra uno strato di 15 metri di ‘ejecta’ a blocchi grossolani – blocchi rocciosi che sono stati espulsi dopo l’impatto di un meteorite e caduti in superficie. Al di sotto di questi strati superiori, hanno identificato circa 150 metri di rocce basaltiche, cioè colate di lava raffreddata e solidificata, che era un po’ quello che ci si aspettava di trovare. Tuttavia, tra queste colate di lava, a partire da una profondità di circa 30 metri, è stato identificato un ulteriore strato spesso da 30 a 40 metri con bassa velocità sismica, indicativa della presenza di materiali sedimentari deboli rispetto agli strati di basalto più forti.

Per datare le colate di lava meno profonde, gli autori hanno usato dati che avevano già a disposizione. La conoscenza consolidata del tasso di impatto dei meteoriti permette ai geologi di datare le rocce: le superfici con molti crateri da impatto di meteoriti sono più vecchie di quelle con meno crateri. Inoltre, i crateri di diametro maggiore si estendono nello strato inferiore, permettendo agli scienziati di datare rocce profonde, mentre quelli più piccoli permettono loro di datare gli strati di roccia meno profondi.

InSight
Rappresentazione artistica del lander InSight su Marte. Credit: Géraldine Zenhäusern/ETH Zurigo

Conclusioni

Il team di scienziati ha scoperto che le colate di lava meno profonde hanno circa 1,7 miliardi di anni, significa che queste si sono formate durante il periodo amazzonico: un’era geologica su Marte caratterizzata da bassi tassi di impatti di meteoriti e asteroidi e da condizioni fredde e iper-aride, iniziata circa 3 miliardi di anni fa. Al contrario, lo strato di basalto più profondo sotto i sedimenti si è formato molto prima, circa 3,6 miliardi di anni fa durante il periodo Hesperiano, che è stato caratterizzato invece da una diffusa attività vulcanica. Gli autori propongono che lo strato intermedio, quello con basse velocità vulcaniche, potrebbe essere composto da depositi sedimentari inseriti tra i basalti esperiani e i basalti amazzonici, oppure all’interno degli stessi basalti amazzonici. Questi risultati forniscono la prima opportunità di confrontare le misure sismiche del sottosuolo – poco profondo – con le previsioni basate sulla mappatura geologica orbitale. Prima dell’atterraggio infatti, la dottoressa Knapmeyer-Endrun aveva già sviluppato dei modelli della struttura di velocità del sottosuolo poco profondo nel sito di atterraggio di InSight, basandosi su analoghi terrestri. Le misurazioni attuali indicano ora un’ulteriore stratificazione e rocce più porose in generale.

Altre informazioni sulla missione

InSight fa parte del programma Discovery della NASA, gestito dal Marshall Space Flight Center dell’agenzia a Huntsville, Alabama. La Lockheed Martin Space di Denver ha costruito il veicolo spaziale InSight e supporta le operazioni del veicolo spaziale per la missione. Il lander è atterrato sulla superficie di Marte il 26 Novembre 2018 (ore 19:54 UTC), precisamente sull’Elysium Planitia, una vasta regione vulcanica che si trova in prossimità dell’equatore. La sonda è dotata di vari strumenti per condurre ricerca sul pianeta rosso, quelli principali sono 2:

  • Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), un sismografo per misurare l’attività sismica sul pianeta.
  • Heat Flow and Physical Properties Package (HP³), un sensore per la misura del flusso termico.

Riferimenti:

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