Il nucleo di Marte è completamente liquido!

Qualche mese fa, nel dicembre 2022, il lander Inside stava esalando l’ultimo respiro, incapace di ricaricare la sua batteria e i suoi pannelli solari completamente ricoperti di polvere. Ma l’analisi degli innumerevoli dati raccolti da questa piccola stazione sismica posta sulla superficie di Marte dal novembre 2018 non si è interrotta, anzi!

Grazie all’analisi delle onde sismiche registrate dallo strumento, ora conosciamo meglio la struttura interna del Pianeta Rosso. I dati di insight, in particolare i dati raccolti durante un forte impatto meteoritico nel dicembre 2021, hanno permesso di stabilire più chiaramente la struttura della crosta marziana su larga scala. Ma questi dati hanno permesso di esplorare le profondità oltre la crosta marziana. Per la prima volta, le onde sismiche sono state registrate attraverso il nucleo, consentendo un’esplorazione senza precedenti dei livelli più profondi del pianeta. Conclusione: il nucleo di Marte è prevalentemente liquido e contiene non solo ferro ma anche una frazione significativa di zolfo ed elementi leggeri. Osservazioni che ci aiutano a comprendere meglio la formazione e l’evoluzione del pianeta rispetto alla Terra.

Ascolta i suoi tremori lontani per immaginare le profondità di Marte

Per raggiungere questo obiettivo, non uno, ma due eventi sismici sono stati utilizzati. Affinché le onde sismiche attraversino l’epicentro, gli eventi devono verificarsi lontano dalla stazione sismica ed essere abbastanza grandi da essere rilevati dai sismometri. Una durata più lunga del previsto ha fortunatamente consentito la registrazione di due casi che presentano queste condizioni. Il primo (S0976a) è stato un terremoto di magnitudo 4.2. Il secondo (S1000a) corrisponde all’impatto di un meteorite. La sua magnitudine è stimata a 4.1. I centri di entrambi gli eventi si trovavano negli emisferi opposti rispetto a InSight.

In entrambi i casi, il sismometro è stato in grado di rilevare l’arrivo delle cosiddette onde SKS. Tuttavia, questi tipi di onde sismiche sono ben noti sulla Terra. Sono stati in grado di determinare la natura liquida del nucleo esterno della Terra. Le onde S sono in realtà onde di taglio. Infatti, non possono propagarsi in mezzi liquidi. Ma le onde SKS rappresentano le onde di taglio nel mantello e le onde di pressione nel nucleo fluido prima di riemergere come onde S.

Un nucleo completamente fluido?

Inoltre, a differenza della Terra, che ha un nucleo esterno liquido e un nucleo interno solido, il nucleo di Marte è prevalentemente, se non interamente, liquido. ” Al momento non abbiamo raccolto alcun indizio che indichi la presenza di un seme solido nel cuore di Marte. “, spiega Jessica Irving dell’Università di Bristol, prima autrice dello studio pubblicato sulla rivista PNAS. ” Al momento abbiamo solo due eventi sismici, che non ci permettono di immaginare l’esatto nucleo del pianeta. Potrebbe essere il nucleo solido più piccolo che non riusciamo ancora a vedere a causa dei segnali sismici. I dati sismici, tuttavia, rivelano che se il pianeta avesse un seme solido, dovrebbe avere un raggio inferiore a 750 chilometri (rispetto ai 1.221 chilometri della Terra). Lo spessore del nucleo liquido è compreso tra 1.799 e 1.814 chilometri (rispetto ai 2.300 chilometri della Terra). La natura liquida del nucleo marziano è stata proposta in precedenza, ma i nuovi risultati suggeriscono che potrebbe essere leggermente più piccolo di quanto si pensasse in precedenza. Potrebbe essere un po ‘più denso di quanto suggerito da studi precedenti. La velocità di propagazione delle onde sismiche dipende dalla densità del mezzo, che è intrinsecamente legata alla sua composizione.

Una composizione molto diversa del nucleo terrestre

La velocità delle onde sismiche, quando attraversano il nucleo, non è composta di ferro liquido, ma contiene notevoli quantità di elementi leggeri, e in particolare di zolfo, nonché piccole quantità di ossigeno, carbonio e idrogeno. La frazione di elementi leggeri nel nucleo di Marte è il doppio di quella del nucleo esterno della Terra. Questa combinazione potrebbe spiegare l’assenza di un nucleo particolarmente solido”, Gli elementi leggeri abbassano la temperatura alla quale il nucleo può mantenersi in uno stato completamente liquido “dice Jessica Irving.

Queste differenze nella composizione e nella struttura del nucleo tra Terra e Marte portano a una migliore comprensione della formazione interna dei pianeti del Sistema Solare. È infatti possibile che i pianeti situati lontano dal centro della nebulosa solare originaria, come Marte, abbiano incorporato più elementi che evaporano la luce al momento della loro formazione. ” Tuttavia, una determinazione più precisa delle quantità di questi elementi è necessaria per comprendere meglio che le differenze tra Terra e Marte derivano dal materiale accumulato durante la loro formazione e sono legate ai processi fisici in gioco durante la differenziazione planetaria. “, spiegano gli autori nello studio.

Un impatto sul campo magnetico marziano

La differenza nella struttura interna tra i due pianeti può svolgere un ruolo nell’abitabilità di entrambi i mondi. Mentre sulla Terra, l’esistenza di un nucleo interno solido e di un nucleo esterno liquido ha permesso l’instaurarsi di un campo magnetico, che ha protetto permanentemente la superficie del pianeta dall’azione dannosa del vento solare e gli ha permesso di trattenere la sua acqua. Marte non sarebbe stato favorevole. Tuttavia, il pianeta aveva un campo magnetico nella sua giovinezza, prima che diminuisse gradualmente, rendendo Marte inospitale per la vita. Questa evoluzione può essere correlata all’intera struttura fluida del feto.

I dati raccolti da Insight vengono continuamente analizzati. ” Le registrazioni sismiche possono contenere molte più informazioniAggiunge Jessica Irving. In combinazione con altri risultati scientifici, come nuove misurazioni delle proprietà delle leghe di ferro ad alta pressione e temperatura, le condizioni per la formazione di Marte e di altri pianeti nel Sistema Solare possono essere meglio controllate. »