I primi stadi di vita del Sistema Solare sono stati caratterizzati da un ambiente caotico che ha influenzato il processo di formazioni dei pianeti come Marte. Secondo la teoria più accreditata il pianeta rosso è stato colpito da planetesimi –piccoli protopianeti – fin dall’inizio della sua storia. Ora, una ricerca condotta dal Southwest Research Institute, ha ricostruito la composizione dei materiali associati a questi impatti rivelando che Marte potrebbe essersi formato su di un arco temporale più lungo di quanto ipotizzato in precedenza.
Una delle questioni ancora aperte nella scienza planetaria riguarda proprio il processo di formazione di Marte e come la sua evoluzione è stata influenzata dalle collisioni. Gli scienziati ritengono che sia difficile rispondere con precisione a questo quesito dato che i miliardi di anni di trasformazioni hanno cancellato le prove degli impatti sulla superficie. Per ora è noto che dei circa 61mila meteoriti rinvenuti sulla Terra solo 200 sono di origine marziana, espulsi dal pianeta rosso durante collisioni più recenti.
Questi meteoriti sono composti da una grande varietà di elementi come ferro, tungsteno e platino. Tali elementi migrano dal mantello di un pianeta e nel suo nucleo centrale, durante il processo di formazione. Le tracce di questi elementi nel mantello marziano sono importanti perché indicano che Marte fu bombardato dai planetesimi subito dopo il periodo iniziale. Lo studio degli isotopi di elementi prodotti nel mantello tramite processi di decadimento radioattivo aiuta gli scienziati a capire quando è stata completata la formazione del pianeta.
«Sapevamo che Marte aveva ricevuto elementi come il platino e l’oro dalle prime grandi collisioni – commenta Simone Marchi autore principale dello studio pubblicato su Science Advances – per indagare su questo processo, abbiamo eseguito simulazioni di impatto dell’idrodinamica delle particelle levigate. In base al nostro modello le prime collisioni hanno prodotto un manto marziano eterogeneo, simile a una torta marmorizzata. Questi risultati suggeriscono che la visione prevalente della formazione di Marte potrebbe essere distorta dal numero limitato di meteoriti disponibili per lo studio».
Il rapporto tra gli isotopi del tungsteno nei meteoriti marziani mostra che il pianeta si è sviluppato rapidamente circa 2-4 milioni di anni dopo l’inizio della formazione del Sistema Solare. Tuttavia le collisioni di meteoriti di grandi dimensioni avvenute in età precoce potrebbero aver alterato l’equilibrio isotopico del tungsteno, che potrebbe supportare una scala temporale di formazione di Marte fino a 20 milioni di anni, come dimostra il modello sviluppato dal Southwest Research Institute.
«Gli impatti dei planetesimi abbastanza grandi da avere i nuclei e mantelli potrebbero aver portato nel mantello marziano una miscela eterogenea di elementi – aggiunge Robert Canup co-autore dello studio – questo processo può portare a interpretazioni diverse sui tempi di formazione di Marte rispetto a quelle che ipotizzano che tutti gli impatti siano stati prodotti da oggetti piccoli ed omogenei».
I meteoriti marziani trovati sulla Terra probabilmente hanno avuto origine solo da alcune aree del pianeta rosso. Lo studio dimostra che il mantello marziano è stato colpito da diversi tipologie di ‘proiettili’ e questo ha portato alla concentrazione di elementi vari. Le prossime missioni di sample return dirette su Marte forniranno nuove informazioni che aiuteranno i ricercatori a comprendere meglio la vasta gamma di elementi ferrosi nelle rocce marziane.
Una rappresentazione artistica di Marte agli albori della sua formazione