Marte ha notoriamente i più grandi vulcani conosciuti dalla scienza. Il più grande è Olympus Mons, nella foto sopra, che torreggia 22 km sopra le pianure circostanti - oltre due volte e mezzo più alto del Monte Everest. Questo vulcano spento è largo 640 km anche nel suo punto più stretto, maggiore della distanza tra Londra e Glasgow, o Los Angeles e San Francisco. E Olympus Mons non è solo nella posta in gioco:altri tre vulcani marziani sono alti più di 10 km.

Marte è un piccolo mondo. È la metà del diametro e meno dell'11% della massa della Terra, quindi l'esistenza di tali vulcani è stata particolarmente sorprendente quando sono stati rivelati dalle prime immagini satellitari orbitali raccolte dalla NASA negli anni '70. Da allora, gli scienziati sono stati ansiosi di scoprire di più su queste montagne imponenti:di cosa sono fatte, quando scoppiarono per la prima volta, quando erano attivi l'ultima volta, e perché sono cresciuti così tanto più grandi di qualsiasi cosa sul nostro pianeta. Allora come stiamo andando?

I veicoli spaziali hanno inviato immagini e dati straordinari su questi vulcani nel corso degli anni, producendo una quantità incredibile di conoscenza. Abbiamo imparato molto dai crateri da impatto prodotti dagli asteroidi, Per esempio, poiché le aree più vecchie del pianeta hanno più crateri delle aree più giovani.

Da questa, gli scienziati hanno concluso che i vulcani su Marte hanno iniziato a eruttare ben oltre 3,5 miliardi di anni fa, all'incirca paragonabile a quanto lontano vanno le eruzioni sulla Terra. Le eruzioni marziane più recenti hanno forse poche decine di milioni di anni. Non sono stati scoperti vulcani attivi; almeno non ancora.

Registrazione rock

Gli scienziati studiano anche i vulcani marziani esaminando alcuni meteoriti sulla Terra. Anche gli attacchi di asteroidi su Marte sono rilevanti per questo, poiché enormi quantità di energia vengono rilasciate quando grandi asteroidi colpiscono la superficie. Questo è spesso sufficiente per far saltare altri pezzi di roccia verso l'alto, alcuni dei quali raggiungono la Terra come meteoriti.

Ora abbiamo recuperato oltre 100 campioni di autentica roccia spaziale marziana:i gas intrappolati al loro interno corrispondono all'atmosfera marziana registrata dalle missioni Viking e Curiosity. I meteoriti possono essere esaminati in laboratori con macchine all'avanguardia che sono troppo grandi e pesanti per adattarsi a veicoli spaziali. I miei colleghi ed io abbiamo appena pubblicato l'ultima ricerca di questo tipo su Nature Communications. La prima analisi dettagliata dei tassi di eruzione dei vulcani su Marte utilizzando meteoriti marziani, ha coinvolto il Centro di ricerca ambientale delle università scozzesi, l'Università di Glasgow, Lawrence Livermore National Laboratory in California, e il Museo di Storia Naturale di Londra.

Abbiamo esaminato sei meteoriti che erano stati trovati in vari luoghi nel secolo scorso, compreso il deserto egiziano (vedi a destra), Indiana nel Midwest americano, e gli aridi campi di ghiaccio dell'Antartide. Erano stati espulsi insieme nello spazio circa 11 milioni di anni fa - questo è importante perché significa che devono aver lasciato Marte seguendo lo stesso cratere da impatto di un asteroide sullo stesso vulcano.

Per determinare quando le rocce sono eruttate originariamente, abbiamo usato una tecnica nota come geocronologia argon-argon. Funziona misurando, utilizzando uno spettrometro di massa, la quantità di argon accumulata dal decadimento naturale del potassio. Ha mostrato che i meteoriti si sono formati da 1,3 a 1,4 miliardi di anni fa da almeno quattro eruzioni nel corso di 90 milioni di anni. Questo è un tempo molto lungo perché un vulcano sia attivo, e molto più lungo dei vulcani terrestri, che sono in genere attivi solo per pochi milioni di anni.

Eppure questo è solo graffiare la superficie del vulcano, poiché l'impatto dell'asteroide avrà solo rocce scavate sepolte a poche decine di metri sotto la superficie. Quando parliamo di un vulcano che potrebbe essere alto fino a 10 km, questo rappresenta solo una piccolissima parte della sua storia. Deve quindi aver iniziato a eruttare prima che si formassero le rocce di 1,4 miliardi di anni che stiamo studiando.

Siamo stati anche in grado di calcolare che questo vulcano è cresciuto eccezionalmente lentamente - circa 1, 000 volte più lentamente dei vulcani sulla Terra. Questo indica ancora una volta che per i vulcani marziani di essere cresciuti così grandi, Marte deve essere stato molto più vulcanicamente attivo nel lontano passato. Tutto serve a supportare le scoperte precedenti che ho menzionato sui vulcani marziani risalenti a oltre 3,5 miliardi di anni.

Conosciuti e sconosciuti

L'altra ragione per le enormi dimensioni dei vulcani marziani è che Marte non ha una tettonica a placche attiva. Ciò ha permesso alla roccia fusa di eruttare attraverso le stesse parti della crosta del pianeta per periodi molto lunghi. Per i vulcani terrestri, al contrario, la tettonica a zolle li allontana dalle loro fonti di magma e pone fine alle loro eruzioni.

L'ultimo pezzo del puzzle per i nostri meteoriti marziani era da dove provenivano. Indagando sulle foto satellitari della NASA abbiamo trovato un potenziale candidato:un cratere abbastanza grande da aver espulso meteoriti nello spazio, ma abbastanza giovane da essere coerente con l'età di 11 milioni di anni di espulsione, e su terreno vulcanico. Ancora senza nome, il cratere dista 900 km dalla vetta del vulcano Elysium Mons di 12,6 km, oltre 2, 000 km a nord dell'attuale sito del rover Curiosity della NASA.

Il nostro lavoro di ricerca ha evidenziato le differenze significative nell'attività vulcanica tra la Terra e Marte, ma rimangono numerosi segreti su queste meraviglie marziane. Gli scienziati stanno ancora discutendo sui meccanismi nel mantello del pianeta che guidano tali vulcani e continuano a fornire magma per le eruzioni negli stessi luoghi per così tanto tempo. Anche l'età delle più recenti eruzioni su Marte è ancora soggetta a notevoli incertezze. E c'è ancora molto da scoprire sui legami tra i vulcani del pianeta e la sua atmosfera.

Alcuni di questi segreti continueranno a essere svelati attraverso lo studio dei meteoriti marziani, immagini satellitari e nuovi rover. Per comprendere veramente i più grandi vulcani del sistema solare, però, probabilmente dovremo raccogliere pezzi del nostro pianeta vicino attraverso missioni umane o robotiche e riportarli sulla Terra.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.