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.
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.
