Scoperta la composizione del nucleo di Marte

La missione InSight della NASA ha rivelato che Marte ha un nucleo liquido ricco di zolfo e ossigeno, portando a nuovi indizi su come i pianeti si formano, si evolvono e potenzialmente sostengono la vita.

Il nucleo di Marte

Il lander InSight della NASA ha scoperto che Marte ha un nucleo completamente liquido, ricco di zolfo e ossigeno. Questa scoperta offre nuove informazioni sulla formazione di Marte, le sue differenze rispetto alla Terra e le implicazioni per l’abitabilità planetaria. Il nucleo di Marte è meno denso e privo di un campo magnetico protettivo, suggerendo che potrebbe essersi evoluto da un ambiente potenzialmente abitabile al suo attuale stato ostile.

Gli scienziati hanno osservato per la prima volta le onde sismiche che attraversano il nucleo di Marte e hanno confermato le previsioni del modello sulla composizione del nucleo.

Un gruppo di ricerca internazionale, che comprendeva sismologi dell’Università del Maryland (UMD), ha utilizzato i dati sismici acquisiti dal lander InSight della NASA per misurare direttamente le proprietà del nucleo di Marte, trovando un nucleo di lega di ferro completamente liquido con alte percentuali di zolfo e ossigeno. 

“Nel 1906, gli scienziati hanno scoperto per la prima volta il nucleo della Terra osservando come le onde sismiche dei terremoti sono state influenzate attraversandolo”, ha dichiarato Vedran Lekic, professore associato di geologia dell’UMD, secondo autore dell’articolo. “Più di cento anni dopo, stiamo applicando la nostra conoscenza delle onde sismiche a Marte. Con InSight, stiamo finalmente scoprendo cosa c’è al centro di Marte e cosa rende Marte così simile eppure distinto dalla Terra”.

Per determinare queste differenze, il team ha monitorato la progressione di due eventi sismici distanti su Marte, uno causato da un marsquake e l’altro da un grande impatto, e ha rilevato onde che hanno attraversato il nucleo del pianeta. Confrontando il tempo impiegato da quelle onde per attraversare Marte rispetto alle onde che sono rimaste nel mantello, e combinando queste informazioni con altre misurazioni sismiche e geofisiche, il team ha stimato la densità e la compressibilità del materiale attraversato dalle onde.

I risultati dei ricercatori hanno indicato che molto probabilmente Marte ha un nucleo completamente liquido, a differenza della combinazione terrestre di un nucleo esterno liquido e di un nucleo interno solido.

Inoltre, il team ha dedotto dettagli sulla composizione chimica del nucleo, come la quantità sorprendentemente grande di elementi leggeri (elementi con un basso numero atomico)—vale a dire zolfo e ossigeno—presenti nello strato più interno di Marte. Le scoperte hanno suggerito che un quinto del peso del nucleo è costituito da questi elementi. Questa percentuale elevata differisce nettamente dalla proporzione di peso relativamente minore degli elementi leggeri nel nucleo terrestre, indicando che il nucleo di Marte è molto meno denso e più comprimibile del nucleo terrestre, una differenza che indica diverse condizioni di formazione per i due pianeti.

“Le proprietà del nucleo di un pianeta possono servire da riassunto su come si è formato il pianeta e su come si è evoluto dinamicamente nel tempo. Il risultato finale dei processi di formazione ed evoluzione può essere la generazione o l’assenza di condizioni che sostengono la vita”, ha spiegato il professore associato di geologia dell’UMD Nicholas Schmerr, un altro coautore dell’articolo. “L’unicità del nucleo terrestre gli consente di generare un campo magnetico che ci protegge dai venti solari, permettendoci di trattenere l’acqua. Il nucleo di Marte non genera questo scudo protettivo, e quindi le condizioni della superficie del pianeta sono ostili alla vita”.

Sebbene Marte non abbia attualmente un campo magnetico, gli scienziati ipotizzano che in passato ci sia stata una schermatura magnetica simile al campo generato dal nucleo terrestre a causa di tracce di magnetismo persistenti nella crosta di Marte. Lekic e Schmerr hanno notato che questo potrebbe significare che Marte si è gradualmente evoluto fino alle condizioni attuali, passando da un pianeta con un ambiente potenzialmente abitabile a uno incredibilmente ostile. Le condizioni all’interno giocano un ruolo chiave in questa evoluzione, così come gli impatti violenti, secondo i ricercatori.

“Ci sono anche piccole tracce di idrogeno nel nucleo di Marte. Ciò significa che dovevano esserci determinate condizioni che permettevano all’idrogeno di essere presente, e dobbiamo capire come Marte si sia evoluto nel pianeta che è oggi”, ha detto Lekic.

Le scoperte del team hanno infine confermato l’accuratezza delle attuali stime di modellazione che mirano a svelare gli strati nascosti sotto la superficie di un pianeta. Per geofisici come Lekic e Schmerr, ricerche come questa stanno aprendo la strada a future spedizioni orientate alla geofisica verso altri corpi celesti, inclusi pianeti come Venere e Mercurio.

“Questo lavoro è stato uno sforzo enorme che ha coinvolto tecniche sismologiche all’avanguardia che sono state perfezionate sulla Terra, in combinazione con i nuovi risultati dei fisici minerali e le intuizioni dei membri del team che simulano come gli interni planetari cambiano nel tempo”, ha osservato Jessica Irving, docente presso l’Università di Bristol e prima autrice dello studio. “Ma il lavoro ha dato i suoi frutti e ora sappiamo molto di più su ciò che sta accadendo all’interno del nucleo marziano”.

“Anche se la missione InSight si è conclusa nel dicembre 2022 dopo quattro anni di monitoraggio sismico, stiamo ancora analizzando i dati raccolti”, ha affermato Lekic. “InSight continuerà a influenzare il modo in cui comprendiamo la formazione e l’evoluzione di Marte e di altri pianeti negli anni a venire”.

Fonte: National Academy of Sciences

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