All’inizio storico, la navicella spaziale della NASA monitora ciò che si trova sotto la superficie di Marte

Quando Galileo osservò Marte con un telescopio più di 400 anni fa, registrò poco più di un globo vuoto, sospeso nell’oscurità infinita. Nei quattro secoli che seguirono, gli studiosi tentarono di colmare le lacune.

Non passò molto tempo dopo Galileo che l’astronomo olandese Christian Huygens arrivò e fece una profonda scoperta di Marte. Huygens osservò il pianeta nel 1659, con una grande area scura sulla faccia, ombreggiata in una macchia a forma di cuore in un disegno del pianeta rosso. Questa era la prima volta che gli umani osservavano le caratteristiche superficiali di un altro mondo.

Quasi 359 anni dopo, nel novembre 2018, NASA Insight è atterrato su Marte A circa 2.000 miglia a est dello spot, è l’ottava volta che l’agenzia spaziale ha posizionato un esploratore automatizzato sul Pianeta Rosso. La sua missione, recentemente estesa fino al 2022, è ascoltare le “paludi” e capire cosa sta succedendo sotto la superficie del nostro vicino cosmico.

in un serie di tre studi Pubblicato su Science Thursday, un team globale di ricercatori ha descritto l’interno di Marte utilizzando i dati ottenuti dal sismometro InSight, uno strumento che risponde alle vibrazioni e ai rumori sotto la superficie marziana. analisi delle serie di terremoti, Lo sento in InSight dal 2019Per la prima volta, i ricercatori sono stati in grado di rivelare il funzionamento interno di un altro pianeta nel nostro sistema solare, una svolta per le geoscienze planetarie.

orecchio a terra

Il primo sonaglio planetario rilevato dal sismometro di InSight, noto come SEIS, è stato nel 2019 proprio come il primo grafico iniziale di Huygens. Ha rivelato che Marte era più sismicamente attivo della Luna, ma non così attivo come la Terra, e ha dato ai ricercatori un primo sguardo allettante sul tipo di dati che InSight può raccogliere.

SEIS (foto a destra) è uno strumento a forma di cupola distribuito poco dopo l’arrivo di InSight su Marte. Si trova sul suolo di Marte e, come dice la NASA, sembra uno stetoscopio, ascoltando il “pulso” del pianeta. È un pezzo di tecnologia altamente sensibile, che registra le onde sismiche che vibrano e vibrano attraverso l’interno del pianeta dopo un terremoto.

La cupola esterna è uno scudo contro l’ambiente marziano e protegge il SEIS dal vento e dalla polvere che potrebbero influenzare le misurazioni delle vibrazioni interne. Il sismometro stesso è un dispositivo abbastanza semplice: ha tre pesi, sospesi come un pendolo, in grado di rilevare vibrazioni provenienti da direzioni diverse, come quando un’onda sismica di una palude ci passa sopra.

Ricerche precedenti hanno dimostrato che le paludi sono comuni, ma non molto forti. Solo poche registrazioni salgono di 3 Che, a terra, può suonare come un leggero ruggito a pochi chilometri di distanza, ma non è abbastanza forte da provocare seri danni a strutture ed edifici. La maggior parte ha origine nello strato superiore della crosta del pianeta, ma gli studi hanno studiato 10 originati da profondità sotto la superficie.

Ascoltare le onde di questi terremoti è il modo in cui i ricercatori sono arrivati ​​a comprendere le viscere di Marte. Le onde sismiche che si muovono all’interno del pianeta sono alterate dai materiali con cui entrano in contatto, consentendo a InSight di dipingere un’immagine di ciò che sta accadendo in un terreno.

Orco, cipolla e altri pianeti

L’anatomia di un pianeta “differenziato” come Marte, per citare un film di 20 anni fa, proprio come una cipolla (…o un ghoul). I suoi strati. Sebbene gli scienziati abbiano riempito gli spazi vuoti riguardo alle proprietà superficiali e atmosferiche e alla composizione chimica del suolo, ciò che accade sotto la superficie è rimasto un mistero.

“Per tutto ciò che sappiamo su Marte, la maggior parte è limitata al metro più alto”, afferma Gretchen Benedix, un’astronoma della Curtin University in Australia, che non è stata coinvolta nello studio. “È come guardare un regalo e concentrarsi sulla confezione”.

Nella nuova serie di studi, i ricercatori hanno sondato per la prima volta questi strati studiando le onde che hanno scosso il sistema di informazioni ambientali condiviso di InSight. “Questa nuova informazione è come aprire un regalo per sbirciare”, dice Benedix.

Uno studio, condotto da Brigitte Knappmayer-Endron, geofisica dell’Università di Colonia, ha utilizzato i dati per studiare lo strato superiore del pianeta, noto come crosta.

Lo strato superiore della crosta, costituito da rocce basaltiche provenienti da antiche colate laviche, sembra avere uno spessore massimo di circa 10 chilometri (6,2 miglia). Ma i dati di InSight hanno rivelato che un altro strato, circa il doppio di quella dimensione, si trova direttamente sotto di esso. Al di sotto di questo, ha detto Knapmeyer-Endrun in un comunicato stampa, potrebbe essere il punto in cui inizia il “mantello”, il che rende la crosta di Marte “sorprendentemente sottile”.

Ma il team ha anche dimostrato che potrebbe esserci un terzo strato nella crosta, che si estende fino a una profondità di circa 40 chilometri.

Poi c’è il nucleo marziano, che da solo ha creato delle sorprese.

Come mostrato nell’immagine in alto, le paludi possono inviare vibrazioni fino al nucleo del pianeta, dove rimbalzano e si precipitano verso il SEIS. Questi segni, come descritto in uno studio Guidato da Simon Stähler, un geofisico dell’ETH di Zurigo in Svizzera, era relativamente debole ma ha aiutato a stimare le dimensioni del nucleo del pianeta. E le dimensioni contano qui.

Il confine tra il mantello e il nucleo sembra essere meno di 1.000 miglia sotto la superficie, che è più grande di quanto suggerito da alcuni studi. Il suggerimento, secondo un articolo di accompagnamento pubblicato su Science giovedì, è che il nucleo di ferro-nichel è meno denso di quanto previsto in precedenza, ma è allo stato liquido, come hanno sostenuto altri studi.

Perché l’interno di Marte è importante?

Il geofisico dell’Università del Texas Yosio Nakamura ha descritto il ritorno della sismologia su Marte come una “nuova alba” in Commento sulla geoscienza della natura nel 2020. La capacità di rilevare le onde sismiche aiuta a porre alcuni vincoli fondamentali su come il pianeta probabilmente si evolve nel tempo e, secondo Benedix, “ci dice molto sull’evoluzione termica di quel pianeta”.

Il calore viene emesso dal nucleo di un pianeta durante la sua formazione e prima evoluzione e, comprendendo la composizione del nucleo, i ricercatori possono ipotizzare come Marte si sia raffreddato nel tempo. Combinare questo con altri dati, ottenuti da veicoli spaziali orbitanti, NASA e navicelle spaziali cinesi, non solo ci aiuta a capire Marte, ma rivela anche come i pianeti si formano, cambiano ed evolvono attraverso il Sistema Solare e forse oltre.

InSight ha anche tentato di misurare direttamente la temperatura sotto la superficie del pianeta rosso utilizzando la “talpa nascosta”. Ma all’inizio, quando la talpa ha cercato di scavare nel terreno pazzo di Marte, è inciampato. Gli eroici tentativi degli ingegneri della NASA di liberare la talpa si sono rivelati infruttuosi e, a gennaio, dichiarato morto. Tuttavia, la missione InSight è tutt’altro che finita e continuerà ad ascoltare le paludi fino al 2022. Sebbene fornisca solo un “orecchio”, per così dire, le osservazioni ripetute dovrebbero consentire agli scienziati di migliorare la loro comprensione dell’interno di Marte .

In meno di quattro secoli, siamo passati da Huygens che abbozzava una macchia a forma di cuore sulla faccia di Marte alla comprensione del cuore di Marte stesso. Gli spazi vuoti possono continuare a essere riempiti.