Il nucleo di Marte sarà completamente liquido!

Qualche mese fa, nel dicembre 2022, la sonda InSight stava esalando l’ultimo respiro, incapace di ricaricare la batteria, 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 approfonditi, in particolare quelli raccolti nel periodo di un potente impatto meteoritico nel dicembre 2021, hanno permesso di stabilire più chiaramente la struttura della crosta di Marte su larga scala. Ma questi dati hanno anche permesso di esplorare le profondità oltre la crosta marziana. Per la prima volta sono state registrate onde sismiche che hanno attraversato il nucleo, consentendo una caratterizzazione senza precedenti dei livelli più profondi del pianeta. Il risultato: il nucleo di Marte sarà prevalentemente liquido e composto non solo di ferro, ma anche di una grande porzione di zolfo e di elementi più leggeri. Osservazioni che dovrebbero aiutare a comprendere meglio la formazione e l’evoluzione del pianeta, rispetto a quella terrestre.

Ascolta i lontani tremori marziani per immaginarne le profondità

Per raggiungere questo obiettivo, non uno, ma due eventi sismici sono stati utilizzati. Affinché le onde sismiche abbiano la possibilità di viaggiare attraverso il nucleo, gli eventi devono verificarsi a una distanza significativa dalla stazione sismica ed essere di intensità sufficiente per essere rilevati da un sismometro. Fortunatamente la durata molto più lunga del previsto ha permesso alla missione di registrare due eventi che rappresentavano queste condizioni. Il primo (S0976a) corrisponde a un terremoto di magnitudo 4.2. Il secondo (S1000a) corrisponde all’impatto di una meteora. La sua magnitudine è stimata a 4.1. I due punti focali dei due eventi si trovavano negli emisferi opposti di Insight.

In entrambi i casi, il sismometro è stato in grado di rilevare l’arrivo delle cosiddette onde SKS. Tuttavia, questo tipo di onda sismica è ben noto sulla Terra. Sono stati loro a rendere possibile determinare la natura liquida del nucleo esterno della Terra. Le onde S sono in realtà onde di taglio. Infatti, non possono diffondersi nei mezzi liquidi. Ma le onde SKS si riferiscono a onde che viaggiano come onde di taglio nel mantello e come onde di compressione (P) nel nucleo liquido prima di riemergere nel mantello come onde S. La loro rilevazione da parte di Insight è quindi la conferma che Marte ha davvero un nucleo liquido .

Nucleo completamente liquido?

Inoltre, a differenza della Terra, che ha un nucleo esterno liquido e un nucleo interno solido, il nucleo di Marte sarà principalmente, se non interamente, liquido. ” Al momento, non abbiamo raccolto alcuna prova che suggerisca che ci sia un seme solido nel nucleo marziano 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 hanno permesso di immaginare il centro esatto del pianeta. È possibile che esista un nucleo solido molto piccolo che non siamo ancora in grado di vedere grazie ai segnali sismici. Tuttavia, i dati sismici rivelano che se un pianeta ha un nucleo solido, deve necessariamente avere un raggio inferiore a 750 chilometri (rispetto ai 1.221 chilometri della Terra). Il nucleo liquido ha uno spessore compreso tra 1.799 e 1.814 chilometri (rispetto ai 2.300 chilometri della Terra). La natura liquida del nucleo marziano era stata suggerita in precedenza, ma nuove scoperte indicano che sarà leggermente più piccolo di quanto ipotizzato in precedenza. Sarebbe anche leggermente più intenso di quanto suggerito da studi precedenti. La velocità di propagazione delle onde sismiche dipende dalla densità del mezzo, ed essa stessa è strettamente correlata alla sua composizione.

Composizione molto diversa del nucleo terrestre

Le velocità delle onde sismiche che hanno attraversato il nucleo indicano che esso è costituito non solo da ferro liquido, ma che contiene una grande porzione degli elementi leggeri, soprattutto zolfo in grandi quantità oltre che un po’ di ossigeno, dal carbonio e dall’idrogeno. Anche la frazione di elementi leggeri nel nucleo marziano sarà doppia rispetto al nucleo esterno della Terra. Questa configurazione in particolare potrebbe spiegare la mancanza di un nucleo solido”, Gli elementi più leggeri abbassano la temperatura alla quale il nucleo può mantenersi in uno stato completamente liquido Spiegato da Jessica Irving.

Queste differenze nella composizione e nella struttura del nucleo tra Terra e Marte potrebbero portare a una migliore comprensione della composizione interna dei pianeti del sistema solare. È infatti possibile che i pianeti più lontani dal centro della loro nebulosa solare originaria, come Marte, abbiano incorporato più elementi leggeri e volatili al momento della loro formazione. ” Tuttavia, una quantificazione più accurata di questi elementi è necessaria per comprendere meglio le differenze tra Terra e Marte che derivano dai materiali accumulati durante la loro formazione e che sono correlate ai processi fisici durante la differenziazione planetaria. spiegano gli autori nello studio.

effetto sul campo magnetico di Marte

La differenza nella struttura interna tra i due pianeti potrebbe anche svolgere un ruolo nell’abitabilità dei due mondi. Mentre sulla Terra la presenza di un nucleo interno solido e di un nucleo esterno liquido ha permesso la creazione di un campo magnetico che ha protetto in modo permanente la superficie del pianeta dall’influenza dannosa del vento solare e gli ha permesso di conservare la sua acqua, una struttura di il nucleo marziano che non sarebbe favorevole. Tuttavia, il pianeta aveva un campo magnetico durante la sua giovinezza prima che diminuisse gradualmente, rendendo Marte in quel momento ostile alla vita. Questo sviluppo potrebbe essere correlato alla struttura completamente liquida del nucleo.

I dati raccolti da Insight continuano ad essere analizzati. ” Le registrazioni sismiche possono ancora contenere una grande quantità di informazioniAgut Jessica Irving. In combinazione con altre scoperte scientifiche, come nuove misurazioni delle proprietà delle leghe di ferro ad alta pressione e temperatura, potrebbe consentire di limitare meglio le condizioni di formazione di Marte e di altri pianeti nel sistema solare. »