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Da circa 50 anni gli scienziati cercano di spiegare la netta differenza tra gli emisferi nord e sud di Marte, una dualità soprattutto in termini di elevazione del terreno e di spessore della crosta.

Ora, lo studio dei dati del sismografo e del sensore termico di InSight della Nasa accende una nuova luce sulla dicotomia del pianeta rosso.

L’emisfero sud marziano, che presenta molti più crateri da impatto di quello nord, ha generalmente un terreno più elevato costituito da antichi altipiani: una peculiarità che causa fenomeni meteorologici localizzati ben differenti rispetto all’altra metà del pianeta, che presenta invece diffusi bassipiani.

Fino a oggi, le risposte più plausibili a questa misteriosa dicotomia di Marte sono state due distinte: una prima vede una responsabilità esterna, puntando il dito contro gli impatti di corpi giganti provenienti dallo spazio; una seconda ipotizza invece un’azione interna al pianeta, supponendo un ruolo centrale dei movimenti convettivi su larga scala del mantello.

Analizzando i terremoti marziani, i cosiddetti marsquakes, grazie ai dati della missione InSight attiva tra il 2018 e il 2022, gli studiosi hanno trovato ora importanti indizi a favore della seconda ipotesi. Lo studio sulla crosta e sul mantello di Marte è stato pubblicato su Geophysical Research Letters.

Il team ha migliorato prima di tutto la tecnica per ottenere una localizzazione accurata dei terremoti marziani a bassa frequenza, riuscendo così a identificare un nuovo gruppo di sei marsquakes nella regione chiamata Terra Cimmeria, negli altopiani meridionali. Questi sono stati poi confrontati con un altro gruppo di 16 terremoti precedentemente noti provenienti da Cerberus Fossae, le famose antiche fratture crostali presenti nei bassopiani settentrionali di Marte.
Successivamente, per ciascun gruppo di marsquakes è stato misurato quanto le onde sismiche si indeboliscono mentre viaggiano attraverso l’interno e la superficie di Marte. Questo specificoo parametro, chiamato fattore di qualità, indica il grado di attenuazione di onde o di vibrazioni e da esso è possibile risalire alle caratteristiche geologiche e alle proprietà meccaniche del terreno in cui le onde di un terremoto si diffondono.

Dalla comparazione dello spostamento delle onde sismiche dei due gruppi di terremoti all’interno di Marte, i ricercatori hanno compreso le diversità delle profondità dei due emisferi marziani.
I nuovi marsquakes scoperti nella Terra Cimmeria hanno mostrato un fattore di qualità più basso rispetto a quelli già noti in Cerberus Fossae: questo indica un maggiore indebolimento delle onde sismiche nell’emisfero sud rispetto a quello nord.

Questa disparità di attenuazione potrebbe essere attribuita a variazioni di temperatura tra i due emisferi e a una convezione del mantello più vigorosa sotto gli altopiani meridionali.

«I dati sperimentali che correlano il fattore di qualità sismica con la temperatura suggeriscono che il mantello sotto gli altopiani meridionali potrebbe raggiungere temperature di circa 1.000°C, rispetto agli 800°C o poco più sotto i bassopiani settentrionali», afferma Weijia Sun, primo autore della ricerca.

Queste preziose osservazioni sismologiche in situ offrono così un forte sostegno all’ipotesi endogena, suggerendo che la convezione del mantello gioca un ruolo cruciale nella formazione della dicotomia crostale marziana. Il team prevede ora di continuare a studiare le profondità di Marte e a esplorare la crosta marziana, molto più spessa di quella terrestre, volendo impiegare tecniche sismologiche anche per determinare se l’acqua liquida, una volta presenta sulla superficie di Marte, persista ancora o meno all’interno della crosta marziana.

 

Immagine in evidenza: illustrazione artistica del lander InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) di Nasa su Marte. Crediti: Nasa/JPL-Caltech.