Scalatori ambiziosi, dimenticare il monte Everest. Sognare Marte.

Il pianeta rosso ha alcune delle montagne più alte del sistema solare. Includono Mons Olimpo, un vulcano alto quasi tre volte l'Everest. Confina con una regione chiamata altopiano di Tharsis, dove tre vulcani ugualmente maestosi dominano il paesaggio.

Ma quali processi geologici hanno creato queste caratteristiche sulla superficie marziana? Gli scienziati si sono chiesti a lungo e presto potrebbero saperne di più.

La NASA e il DLR (Centro aerospaziale tedesco) intendono misurare per la prima volta la temperatura del pianeta, misurare come il calore esce dal pianeta e guida questa geologia stimolante. Rilevare questo calore che fuoriesce sarà una parte cruciale di una missione chiamata InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, geodesia e trasporto di calore), gestito dal Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California.

InSight sarà la prima missione a studiare l'interno profondo di Marte, utilizzando il suo strumento Heat Flow and Physical Properties Package (HP3) per misurare il calore mentre viene condotto dall'interno alla superficie del pianeta. Questa energia è stata in parte catturata quando Marte si è formato più di 4 miliardi di anni fa, conservando una registrazione della sua creazione. Quell'energia è anche dovuta al decadimento degli elementi radioattivi nell'interno roccioso.

Il modo in cui il calore si muove attraverso il mantello e la crosta di un pianeta determina quali caratteristiche della superficie avrà, ha detto Sue Smrekar di JPL, il vice investigatore principale della missione e il vice capo di HP3.

"La maggior parte della geologia del pianeta è il risultato del calore, " ha detto Smrekar. "Le eruzioni vulcaniche nell'antico passato sono state guidate dal flusso di questo calore, spingendo verso l'alto e costruendo le imponenti montagne per le quali Marte è famoso."

Una talpa per Marte

Mentre gli scienziati hanno modellato la struttura interna di Marte, InSight fornirà la prima opportunità di trovare la verità sul terreno, guardando letteralmente sotto terra.

HP3, costruito e gestito da DLR, verrà posizionato sulla superficie marziana dopo l'atterraggio di InSight il 26 novembre, 2018. Una sonda chiamata talpa colpirà il terreno, seppellendosi e trascinandosi dietro una fune. I sensori di temperatura incorporati in questo cavo misureranno il naturale calore interno di Marte.

Non è un compito facile. La talpa deve scavare abbastanza in profondità da sfuggire agli ampi sbalzi di temperatura della superficie marziana. Anche il "calore corporeo" della navicella potrebbe influenzare le letture supersensibili di HP3.

"Se la talpa rimane incastrata più in alto del previsto, possiamo ancora misurare la variazione di temperatura, " ha detto il capo dell'indagine HP3 Tilman Spohn di DLR. "I nostri dati avranno più rumore, ma possiamo sottrarre le variazioni meteorologiche giornaliere e stagionali confrontandole con le misurazioni della temperatura del suolo".

Oltre a scavare, la talpa emetterà impulsi di calore. Gli scienziati studieranno quanto velocemente la talpa riscalda la roccia circostante, permettendo loro di capire quanto bene è condotto il calore dai grani di roccia nel sito di atterraggio. I grani densi conducono meglio il calore, una parte importante dell'equazione per determinare l'energia interna di Marte.

Cucinare un nuovo pianeta

Per un esempio di flusso di calore planetario, immagina una pentola d'acqua su un fornello.

Mentre l'acqua si riscalda, si espande, diventa meno denso, e sorge. Il più fresco, l'acqua più densa scende sul fondo, dove si scalda. Questo ciclo dal freddo al caldo è chiamato convezione. La stessa cosa accade all'interno di un pianeta, roccia agitata per milioni di anni.

Proprio come le bolle in espansione possono spingere via il coperchio di una pentola, i vulcani sono i coperchi che vengono spazzati via dalla cima di un mondo. Nel processo modellano la superficie di un pianeta. La maggior parte dell'atmosfera sui pianeti rocciosi si forma quando i vulcani espellono gas dal profondo. Si ritiene che alcuni dei più grandi letti di fiumi asciutti di Marte si siano formati quando i vulcani Tharsis hanno emesso gas nell'atmosfera. Quel gas conteneva vapore acqueo, che si è raffreddato in liquido e potrebbe aver formato i canali che circondano Tharsis.

Più piccolo è il pianeta, più velocemente perde il suo calore originale. Poiché Marte è solo un terzo delle dimensioni della Terra, la maggior parte del suo calore è stata persa all'inizio della sua storia. La maggior parte dell'attività geologica marziana, compreso il vulcanismo, avvenuta nel primo miliardo di anni del pianeta.

"Vogliamo sapere cosa ha spinto il primo vulcanismo e il cambiamento climatico su Marte, Spohn ha detto. "Quanto calore ha iniziato con Marte? Quanto è rimasto per guidare il suo vulcanismo?"

Gli orbiter della NASA hanno fornito agli scienziati una visione "macro" del pianeta, permettendo loro di studiare la geologia marziana dall'alto. HP3 offrirà un primo sguardo all'interno di Marte.

"I pianeti sono come un motore, spinti dal calore che muove le loro parti interne intorno, " ha detto Smrekar. "Con HP3, alzeremo per la prima volta il cofano del motore di Marte".

Ciò che gli scienziati apprendono durante la missione InSight non si applica solo a Marte. Insegnerà loro come si sono formati tutti i pianeti rocciosi, inclusa la Terra, la sua Luna e persino i pianeti in altri sistemi solari.