Cinquant'anni dopo che gli astronauti dell'Apollo 11 hanno dispiegato il primo sismometro sulla superficie della luna, L'esperimento sismico della NASA InSight trasmette i dati offrendo ai ricercatori l'opportunità di confrontare i terremoti con la luna e i terremoti.

I sismologi che gestiscono il Marsquake Service presso l'ETH di Zurigo hanno letteralmente oscillato e rotolato mentre sperimentavano, per la prima volta, due "marsquakes" nel simulatore di terremoto dell'università. I ricercatori hanno caricato i dati effettivi dei terremoti rilevati il ​​giorno solare marziano o Sol 128 e 173. I terremoti sono stati rilevati dal sismometro SEIS, la cui elettronica altamente sensibile è stata fornita dal laboratorio di elettronica e strumenti aerospaziale dell'ETH.

Due tipi di Marsquakes

SEIS contiene probabilmente il sismometro più sensibile mai utilizzato, in grado di rilevare anche i più deboli segnali sismici su Marte. I ricercatori hanno dovuto amplificare i segnali del terremoto di un fattore di 10 milioni per rendere percepibili i tremori tranquilli e distanti nel simulatore di terremoto dell'ETH di Zurigo e confrontarli con una luna e un terremoto amplificati in modo simile.

"Stiamo attualmente osservando due famiglie di terremoti su Marte, " afferma il Dr. Simon Stähler. "Il primo terremoto è stato un evento ad alta frequenza più simile a un terremoto lunare di quanto ci aspettassimo. Il secondo terremoto era di frequenza molto più bassa, e pensiamo che questo possa essere dovuto alla distanza. Il terremoto di frequenza più bassa probabilmente si è verificato più lontano dal sismometro. Rispetto alla durata dei terremoti, entrambi i tipi di marsquakes durano più a lungo."

Terra, Luna, e Marsquakes

Mentre le onde sismiche che viaggiano attraverso la Terra in genere persistono da 10 secondi a pochi minuti, i terremoti lunari possono durare fino a un'ora o più. L'entità del segnale sismico è dovuta alla distanza e alle differenze nelle strutture geologiche. Se si confrontano le superfici della Terra e della luna, potrebbe essere sorprendente apprendere che la crosta terrestre è più omogenea di quella della luna. Miliardi di anni di impatti di meteoriti hanno fratturato la crosta lunare e non c'è alcun processo, sulla Luna, che "cuoce" le rocce insieme. Sulla terra, vulcanismo, riscaldamento interno, e tettonica a zolle, così come l'erosione e la deposizione dall'acqua e dal vento fondono le rocce rotte insieme creando una crosta relativamente ininterrotta e stratificata che cancella rapidamente le tracce di impatti di meteoriti.

"La crosta lunare eterogenea disperde onde sismiche, simili agli echi riverberanti che si potrebbero avvertire quando si chiama in un terreno accidentato di montagna, "dice il dottor John Clinton, che dirige le operazioni del Marsquake Service dell'ETH di Zurigo. La crosta terrestre e il mantello, a confronto, sono trasparenti alle onde sismiche, proprio come uno spazio aperto è alle onde sonore. Mentre i sensori sismici sulla Terra "ascoltano" i segnali dei terremoti in modo pulito, sulla luna i sensori sismici rilevano una pletora di echi che distorcono il segnale rendendo molto difficile persino identificare dove iniziano i segnali. Mentre la ricerca sismica è ancora agli inizi su Marte, i terremoti sembrano essere da qualche parte tra la luna e i terremoti. I ricercatori riconoscono i primi segnali sismici del terremoto, ma i segnali che seguono includono più echi di quanto gli scienziati si aspettassero. La durata di un segnale di terremoto può essere di circa 10-20 minuti. Gli scienziati non sanno ancora se la parte fratturata della crosta marziana sia profonda solo pochi chilometri, come è sulla luna, o se è meno profondo.

Operazioni di servizio Marsquake

Domenico Giardini, Professore di Geofisica e Sismologia, guida la partecipazione svizzera alla missione InSight. Ha fondato il centro Marsquake Service (MQS) presso l'ETH di Zurigo. All'incirca, due volte al giorno, un team internazionale di dieci sismologi analizza i dati sismici di Marte con l'obiettivo di rilevare e caratterizzare i terremoti.

Poiché su Marte c'è un solo sismometro, Giardini e il suo team combinano metodi presi dagli albori della sismologia, quando c'erano solo pochi sismometri sulla Terra, con moderni metodi analitici per la localizzazione di eventi sismici. In definitiva, i ricercatori guardano ai dati sismici per rispondere a domande, non solo sulla struttura geologica interna di Marte, ma anche come i primi pianeti nel sistema solare interno si siano formati più di quattro miliardi di anni fa.