Un pianeta dalla crosta spessa

by Marco Sergio Erculiani

Un forte terremoto, con una magnitudo stimata di 4,6, avvenuto nel maggio 2022 e rilevato dal sismometro della missione Mars InSight della NASA ha permesso al Marsquake Service dell’ETH di Zurigo di determinare lo spessore globale e la densità della crosta del pianeta.

Come sappiamo dalle analisi fatte finora, la crosta marziana molto più spessa della crosta terrestre o lunare e la principale fonte di calore del pianeta è la radioattività. In particolare, dovuta al decadimento di elementi radioattivi come torio, uranio e potassio. Il 50/70% degli elementi che producono calore si trovano nella crosta marziana e questo elevato accumulo potrebbe spiegare perché ci sono regioni interne al pianeta dove i processi di fusione delle rocce potrebbero avvenire ancora oggi.

Le forti onde sismiche emesse durante questo eccezionale avvenimento hanno viaggiato lungo la superficie di Marte, in lungo e in largo, facendo almeno tre volte il giro del pianeta e offrendo una prospettiva globale sulla struttura dell’intero pianeta e su aree specifiche di Marte.

Per ottenere informazioni sulla struttura attraversata dalle onde, viene misurata la velocità con cui queste onde si propagano a frequenze diverse. Grazie a questo tipo di analisi è possibile avere preziose informazioni sulla struttura interna a diverse profondità. In precedenza, le onde superficiali osservate dai due grandi impatti di meteoriti avevano fornito soltanto dati locali e solamente lungo specifici percorsi di propagazione. Tuttavia, ora, si hanno osservazioni sismiche che rappresentano la struttura globale.

Combinando i risultati appena ottenuti con i dati esistenti sulla gravità e la topografia di Marte, i ricercatori sono stati in grado di determinare lo spessore della crosta marziana. Il risultato è che essa ha uno spessore medio che varia fra 42 a 56 chilometri.

Tipicamente, la crosta è più sottile nel bacino d’impatto di Isidis, con circa 10 km di spessore mentre è più spessa nella provincia di Tharsis con 90 km.

Per paragone, la crosta terrestre ha uno spessore medio che va da 21 a 27 chilometri mentre la crosta lunare, come determinato dai sismometri della missione Apollo, è tra 34 e 43 chilometri di spessore.

Questo ci dice che la crosta marziana è molto più spessa di quella della Terra o della Luna e questo, nel Sistema solare, non è una novità. Generalmente, i corpi planetari più piccoli hanno una crosta più spessa rispetto ai corpi più grandi.

Cratere Sirenum Fossae, Marte. Crediti: NASA

La dicotomia marziana

Uno dei risultati più importanti di questa ricerca riguarda la differenza tra l’emisfero nord e sud di Marte. L’emisfero settentrionale del pianeta è costituito da pianure piatte, mentre in quello sud ci sono alte montagne. La divisione tra pianure settentrionali e altopiani meridionali è chiamata dicotomia marziana.

Si potrebbe pensare che questa differenza potrebbe essere spiegata da due diverse composizioni differenti di roccia, oppure, se la composizione è la stessa nel nord e nel sud, lo spessore della crosta varia. Se la crosta è più spessa nel sud, ci sarebbe meno materiale denso del mantello sottostante mentre una crosta più sottile, al nord, avrebbe più materiale denso e pesante.

Le analisi effettuate hanno mostrato che la densità della crosta nelle pianure settentrionali e negli altopiani meridionali è simile mentre la crosta nell’emisfero meridionale si estende a una profondità maggiore rispetto all’emisfero settentrionale.

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