Indizi di attività vulcanica su Venere

by Giuseppe Donatiello

La Terra e Venere hanno dimensioni e massa simili. Se non fosse stato per i climi, che hanno preso direzioni contrapposte, i due pianeti sarebbero stati quasi gemelli e abitabili. A un certo punto, Venere si è trasformato in un inferno, mentre la Terra è riuscita a mantenere condizioni propizie alla vita. Le strutture interne per entrambi i pianeti sono abbastanza simili con abbondanze analoghe di elementi radioattivi in grado di mantenere un calore interno e guidare l’attività vulcanica.

Osservazioni radar della superficie venusiana hanno mostrato chiaramente la presenza di vulcani e una superficie modellata da imponenti eruzioni. Nonostante l’alta risoluzione delle immagini sintetiche, le prove di attività vulcanica e modificazione della superficie sono state solo indiziarie e mai concretamente confermate.

Una superficie giovane

La presenza di numerosi crateri d’impatto, secondo i planetologi, indica un’età media in alcune centinaia di milioni di anni. Alcuni crateri, tuttavia, esibiscono modificazione vulcanica, perciò l’età delle strutture potrebbe essere più giovane, anche decine di milioni di anni. Se così fosse, la superficie venusiana avrebbe significative analogie con quella terrestre, specialmente con i bacini oceanici.

La stragrande maggioranza del vulcanismo terrestre è associata alla formazione della crosta nelle dorsali oceaniche o negli archi vulcanici sopra le zone di subduzione. Su Venere non sembra esserci tettonica a placche e il vulcanismo presenta forti analogie con le formazioni dei punti caldi terrestri e vulcani di tipo hawaiano. Non è dato sapere l’entità di tali eruzioni.

Ci sono diverse dozzine di vulcani su Venere più grandi della Big Island delle Hawaii. Secondo certe previsioni, potrebbero eruttare più volte nel corso di un giorno siderale venusiano, pari a 243 terrestri. Queste eruzioni produrrebbero colate laviche di diverse decine di chilometri quadrati.

Immagini radar della Magellan

Dal 1990 al 1992 la sonda Magellan ha ripreso la superficie di Venere utilizzando un radar ad apertura sintetica (SAR), con una risoluzione di 100-300 m. Le immagini furono acquisite in tre giorni siderali, con differenti inclinazioni, indicati come Cicli. Nel primo, Magellan ha ripreso l’84% della superficie. Durante il secondo ha colmato le lacune del primo e prese nuove immagini per circa il 35% del pianeta. Il 15% di Venere è stato nuovamente ripreso durante il terzo ciclo.

L’archivio è stato nuovamente analizzato da Robert R. Herrick (Istituto Geofisico, Università dell’Alaska Fairbanks) e Scott Hensley (Jet Propulsion Laboratory).

I due ricercatori rilevano che le differenti geometrie d’imaging utilizzate nei cicli, non favoriscono metodi automatizzati di ricerca di cambiamenti superficiali. Per il loro studio si sono quindi affidati alla tradizionale ispezione, limitatamente alle aree sospettate di essere vulcaniche.  Il loro obiettivo era identificare gli edifici vulcanici che esibivano variazioni morfologiche tra le varie immagini.

Visione prospettica del Maat Mons, formazione sospettata di essere sede di vulcanismo attivo. (Nasa/Magellan)

Una bocca attiva in Atla Regio

Tra le varie, la vasta regione denominata Atla contiene due dei vulcani più grandi del pianeta: Ozza e Maat Mons. Queste due strutture erano sospettate essere sede di vulcanismo attivo. I due hanno identificato una bocca vulcanica che ha cambiato forma e si è espansa negli otto mesi tra il primo e secondo ciclo di osservazioni (da febbraio a ottobre 1991). La bocca si trova sul lato nord di un vulcano a scudo che fa parte del più grande vulcano Maat Mons.

Mappa altimetrica di Venere relativa alla Atla Regio. Il rettangolo nero corrisponde alla zona inquadrata nella figura seguente. (Tratto da Robert R. Herrick & Scott Hensley, 2023)

Nelle immagini più vecchie, la bocca è quasi circolare (1,5×1,8 km) con bordi interni ripidi. Nelle immagini più recenti, la struttura sembra quasi raddoppiata in estensione e con forma irregolare. Secondo gli autori, questo può essere segno di un riempimento con nuovo materiale, probabilmente dovuto a un lago di lava formatosi durante gli otto mesi tra le due riprese. Su Venere non sono conosciuti altri processi in grado di produrre quanto osservato.

Il confronto tra immagini della stessa area con evidenti differenze morfologiche occorse in pochi mesi. (Tratto da https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm7735)

La struttura è inoltre coerente con un’eruzione di tipo effusivo da punto caldo, del tutto simile a quelle terrestri ma di proporzioni leggermente maggiori. L’area interessata è di circa 69 Kmq, priva di caratteristiche topografiche all’interno, coerente con un fluido (ad esempio lava) che ha riempito la cavità sino a un livello idrostatico. La risoluzione delle immagini non è comunque sufficiente per escludere la presenza di eventuali detriti per collasso delle pareti.  In ogni caso, anche il collasso sarebbe associato al ritiro di magma da una camera sottostante.

Implicazioni per il vulcanismo

Un solo caso, comunque, non permette di determinare quanto sia frequente il vulcanismo attivo su Venere. Su Marte sembra essersi fermato alcuni milioni di anni fa e non è emerso alcun segno di attività contemporanea nonostante i decenni di osservazione continua da sonde in orbita. Su Venere è stata identificata una sola struttura in pochi anni di dati. Lo stesso sistema avrebbe rivelato diverse eruzioni se avesse osservato la Terra. Questo implica che il vulcanismo venusiano sia più basso di quello terrestre, ma anche della luna gioviana Io con oltre cento punti attivi. Va tuttavia specificato che la ricerca ha esaminato appena l’1,5% della superficie.

La struttura con mutamenti era in una regione ritenuta molto probabile in termini di vulcanismo attivo. Questo implica che l’attività sul pianeta non sia realisticamente confinata in un solo punto ma che coinvolga più estesamente l’intero globo con un’ampia gamma di scenari.

Scoperte nascoste in vecchi dati

C’è un aspetto sorprendente che non possiamo trascurare: la scoperta era in dati di trent’anni fa. Con ogni probabilità, anche le scoperte sono condizionate dalla tecnologia disponibile per analizzare i dati. Senza i software di visualizzazione e confronto sarebbe stato impegnativo notare le differenze morfologiche. Senza la modellazione non sarebbe stato facile associare una certa struttura a un determinato processo geofisico. Quello di Venere è soltanto l’ultimo esempio di importanti informazioni seppellite in montagne di dati archiviati, fruibili da chiunque.

Qui gli astrofili possono fare la differenza, anche per la migliore disponibilità di potenti software di elaborazione immagine. Ricordiamo che di recente sono state fatte alcune sorprendenti scoperte processando le vecchie immagini d’archivio.

Kai Li, ad esempio, nel 2021 ha ritrovato quattro lune gioviane perdute e ne ha scoperta una, diventando il primo astrofilo a scoprire una luna gioviana. Per tale impresa ha analizzato le immagini prese nel 2003 dal Canada-France-Hawaii Telescope. Ian Regan è stato invece in grado di trovare nel 2022 un nuovo anello di Urano nelle immagini del Voyager 2, prese durante il flyby del 1986, sfuggito agli scienziati planetari della Nasa. Due esempi notevoli ma significativi di quanto sia possibile fare con preparazione e creatività.

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