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    Antichi minerali di zircone di Marte rivelano la sfuggente struttura interna del pianeta rosso

    Figura 1:Il meteorite NWA 7533 ricco di zirconi contenente frammenti dell'antica crosta di Marte. Credito:Università di Copenaghen

    L'analisi di un antico meteorite proveniente da Marte suggerisce che il minerale zircone potrebbe essere abbondante sulla superficie del pianeta rosso.

    Determinando l'età e la composizione isotopica di afnio dello zircone, ricercatori dell'Università di Copenaghen hanno dimostrato che una popolazione di questi cristalli proveniva dalle profondità interne di Marte. Se i ricercatori hanno ragione, significa che i giovani zirconi contengono informazioni sul profondo, interno inaccessibile di Marte, fornendo approfondimenti sulla struttura interna del pianeta.

    Lo zircone minerale contenente uranio è un costituente abbondante della crosta continentale terrestre, fornendo informazioni sull'età e l'origine dei continenti e su grandi caratteristiche geologiche come catene montuose e vulcani giganti. Ma a differenza della Terra, La crosta di Marte non è evoluta ed è composizionalmente simile alla crosta che si trova sotto gli oceani della Terra, dove lo zircone è raro. Perciò, lo zircone non dovrebbe essere un minerale comune su Marte.

    "Siamo rimasti piuttosto sorpresi ed emozionati quando abbiamo trovato così tanti zirconi in questo meteorite marziano. Gli zirconi sono cristalli incredibilmente resistenti che possono essere datati e che conservano informazioni che ci raccontano le loro origini. Avere accesso a così tanti zirconi è come aprire una finestra temporale nella storia geologica del pianeta, " afferma il professor Martin Bizzarro del GLOBE Institute, che ha condotto lo studio.

    Il team ha studiato l'antico meteorite marziano NWA 7533 (Figura 1), soprannominata "Bellezza Nera, " che è stato scoperto nel deserto del Marocco nel 2011. Dopo aver frantumato 15 grammi di questa roccia, hanno estratto circa 60 zirconi. Per età datare gli zirconi, hanno scoperto che la maggior parte dei cristalli risale a circa 4,5 miliardi di anni fa, l'inizio della vita del pianeta. Ma hanno anche fatto una scoperta inaspettata:alcuni zirconi hanno definito età molto più giovani, che vanno da circa 1, 500 milioni di anni fino a 300 milioni di anni.

    "Queste giovani età sono state una grande sorpresa, " dice Bizzarro. "Si crede che il meteorite Black Beauty provenga dall'emisfero meridionale di Marte, che non ha alcun terreno vulcanico giovane. L'unica fonte possibile per questi giovani zirconi è la provincia vulcanica di Tharsis situata nell'emisfero settentrionale del pianeta, che contiene grandi vulcani che sono stati recentemente attivi."

    Il rigonfiamento di Tharsis su Marte è un'enorme provincia vulcanica che ospita i più grandi vulcani del sistema solare, che sono alti fino a 21 km. Gli scienziati ritengono che questa provincia vulcanica sia l'espressione di un magmatismo molto profondo che erutta sulla superficie del pianeta. L'analogia sulla Terra è l'arcipelago vulcanico hawaiano, che si crede anche per riflettere l'attività vulcanica profonda. Ma a causa della tettonica a zolle, la placca del Pacifico è in costante movimento in modo tale che, invece di accumularsi in un'unica posizione, si è formata una catena di isole vulcaniche progressivamente più giovani. Poiché Marte non ha una tettonica a zolle, i vulcani si accumulano in un unico luogo, e come risultato, crescere fino a dimensioni gigantesche.

    Figura 2: Svelare la struttura interna di Marte. Un pennacchio di materia primitiva sale dal profondo mantello, alimentando un vulcano sulla superficie del pianeta. Credito:Università di Copenaghen

    Se la squadra di Bizzarro ha ragione, significa che i giovani zirconi possono contenere informazioni sul profondo, interno inaccessibile di Marte. Questa è la prima volta che gli scienziati hanno trovato un accesso diretto alle profondità interne del pianeta rosso, che potrebbe consentire loro di scoprire la struttura interna e la composizione di Marte.

    "Avere campioni dell'interno profondo di Marte è fondamentale. Ciò significa che ora possiamo usare questi zirconi per sondare l'origine degli elementi volatili su Marte, compresa la sua acqua, e guarda come si confronta con la Terra e altri pianeti nel sistema solare, " spiega Mafalda Costa, coautore del nuovo studio.

    Ma per comprendere la natura del profondo interno marziano, i ricercatori si sono rivolti all'analisi della composizione isotopica dell'elemento afnio negli stessi zirconi.

    "Poiché l'afnio è uno dei principali costituenti elementari dello zircone, conserva un ricordo di dove si è formato lo zircone, " dice Martin Bizzarro. "Abbiamo scoperto che la composizione isotopica di afnio dei giovani zirconi è diversa da qualsiasi altro meteorite marziano noto, il che indica che i giovani zirconi provengono da un serbatoio primitivo che non sapevamo esistesse all'interno di Marte, " Aggiunge.

    La composizione isotopica di afnio dei giovani zirconi è simile agli oggetti più primitivi del sistema solare, cioè meteoriti di condrite. Questi meteoriti di rito. Questi meteoriti condriti sono campioni di asteroidi che non sono mai stati modificati dalla loro formazione. Ciò implica che l'interno profondo di Marte non è stato sostanzialmente modificato dalla formazione del pianeta (Figura 2). L'esistenza di un serbatoio così primitivo è prevista per un pianeta privo di tettonica a placche. A differenza della Terra, dove il materiale formato in superficie viene continuamente riciclato all'interno dalla tettonica delle placche, l'interno profondo di Marte è rimasto immutato dalla nascita del pianeta e, come tale, conserva la sua composizione iniziale.

    Finalmente, la scoperta che lo zircone potrebbe essere abbondante sulla superficie marziana potrebbe guidare la futura esplorazione robotica del pianeta, soprattutto nel quadro della restituzione dei campioni sulla Terra.

    "Il nostro studio chiarisce che una missione di ritorno mirata all'acquisizione di campioni contenenti zirconi sarà di alto valore scientifico per comprendere la storia geologica di Marte, " conclude Martin Bizzarro.

    "La struttura interna e la geodinamica di Marte desunte da un record di zirconi di 4.2 Gyr" è pubblicato nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .


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