Un cratere di 13 chilometri (8 miglia) di diametro riempito dalla Formazione Medusae Fossae. Credito:telecamera stereo ad alta risoluzione/Agenzia spaziale europea.
Eruzioni vulcaniche esplosive che hanno sparato getti di cenere calda, roccia e gas verso il cielo sono la probabile fonte di una misteriosa formazione rocciosa marziana, trova un nuovo studio. La nuova scoperta potrebbe aumentare la comprensione degli scienziati dell'interno di Marte e del suo passato potenziale di abitabilità, secondo gli autori dello studio.
La Formazione Medusae Fossae è un massiccio, insolito deposito di roccia tenera vicino all'equatore di Marte, con colline ondulate e ripide mesas. Gli scienziati hanno osservato per la prima volta le Meduse Fossae con la navicella spaziale Mariner della NASA negli anni '60, ma erano perplessi su come si fosse formata.
Ora, una nuova ricerca suggerisce che la formazione si sia depositata durante eruzioni vulcaniche esplosive sul Pianeta Rosso più di 3 miliardi di anni fa. La formazione è circa un quinto più grande degli Stati Uniti continentali e 100 volte più massiccia del più grande deposito vulcanico esplosivo sulla Terra, rendendolo il più grande deposito vulcanico esplosivo conosciuto nel sistema solare, secondo gli autori dello studio.
"Questo è un deposito enorme, non solo su scala marziana, ma anche in termini di sistema solare, perché non conosciamo nessun altro deposito simile a questo, " disse Lujendra Ojha, uno scienziato planetario presso la Johns Hopkins University di Baltimora e autore principale del nuovo studio pubblicato nel Journal of Geophysical Research:Planets , una rivista dell'American Geophysical Union.
La formazione delle Meduse Fossae avrebbe segnato un punto cruciale nella storia di Marte, secondo gli autori dello studio. Le eruzioni che hanno creato il deposito potrebbero aver vomitato enormi quantità di gas che alterano il clima nell'atmosfera di Marte ed espulso abbastanza acqua da coprire Marte in un oceano globale spesso più di 9 centimetri (4 pollici), disse Ojha.
I gas serra esalati durante le eruzioni che hanno generato le Meduse Fossae potrebbero aver riscaldato la superficie di Marte abbastanza da consentire all'acqua di rimanere liquida sulla sua superficie, ma i gas vulcanici tossici come l'idrogeno solforato e l'anidride solforosa avrebbero alterato la chimica della superficie e dell'atmosfera di Marte. Entrambi i processi avrebbero influenzato il potenziale di abitabilità di Marte, disse Ojha.
Determinazione della fonte della roccia
La Formazione Medusae Fossae è costituita da colline e cumuli di roccia sedimentaria a cavallo dell'equatore di Marte. La roccia sedimentaria si forma quando polvere di roccia e detriti si accumulano sulla superficie e sul cemento di un pianeta nel tempo.
Una mappa geografica globale di Marte, con la posizione della Formazione Medusae Fossae cerchiata in rosso. Attestazione:MazzyBor, CC BY-SA 4.0 tramite Wikimedia Commons
Gli scienziati conoscono le Meduse Fossae da decenni, ma non erano sicuri se il vento, acqua, ghiaccio o eruzioni vulcaniche hanno depositato detriti rocciosi in quella posizione.
Precedenti misurazioni radar della superficie di Marte suggerivano che le Meduse Fossae avessero una composizione insolita, ma gli scienziati non sono stati in grado di determinare se fosse fatto di roccia altamente porosa o di una miscela di roccia e ghiaccio. Nel nuovo studio, Ojha e un collega hanno utilizzato i dati sulla gravità di vari veicoli spaziali orbitanti di Marte per misurare per la prima volta la densità di Medusae Fossae. Hanno scoperto che la roccia è insolitamente porosa:è circa due terzi più densa del resto della crosta marziana. Hanno anche usato dati radar e gravitazionali in combinazione per mostrare che la densità delle Meduse Fossae non può essere spiegata dalla presenza di ghiaccio, che è molto meno denso della roccia.
Perché la roccia è così porosa, doveva essere stato depositato da eruzioni vulcaniche esplosive, secondo i ricercatori. I vulcani eruttano in parte perché gas come l'anidride carbonica e il vapore acqueo disciolti nel magma costringono la roccia fusa a risalire in superficie. Magma contenente molto gas esplode verso il cielo, lanciando getti di cenere e roccia nell'atmosfera.
La cenere di queste esplosioni precipita a terra e scorre a valle. Dopo che è trascorso abbastanza tempo, la cenere cementa nella roccia, e Ojha sospetta che questo sia ciò che ha formato le Meduse Fossae. Ben la metà della roccia tenera originariamente depositata durante le eruzioni è stata erosa, lasciandosi alle spalle le colline e le valli viste oggi nelle Meduse Fossae.
Capire l'interno di Marte
Le nuove scoperte suggeriscono che l'interno di Marte è più complesso di quanto originariamente pensato dagli scienziati, secondo Ojha. Gli scienziati sanno che Marte ha un po' di acqua e anidride carbonica nella sua crosta che consentono eruzioni vulcaniche esplosive sulla sua superficie, ma l'interno del pianeta avrebbe avuto bisogno di enormi quantità di gas volatili, sostanze che diventano gas a basse temperature, per creare un deposito di queste dimensioni, Egli ha detto.
"Se dovessi distribuire le Meduse Fossae a livello globale, creerebbe uno strato spesso 9,7 metri (32 piedi)". Ha detto Ojha. "Data la vastità di questo deposito, è davvero incredibile perché implica che il magma non era solo ricco di sostanze volatili e anche che doveva essere ricco di volatili per lunghi periodi di tempo."
Il nuovo studio mostra la promessa delle indagini di gravità nell'interpretazione del record di roccia di Marte, secondo Kevin Lewis, uno scienziato planetario della Johns Hopkins University e coautore del nuovo studio. "Le future indagini sulla gravità potrebbero aiutare a distinguere tra ghiaccio, sedimenti e rocce ignee nella crosta superiore del pianeta, "Ha detto Lewis.
