Il 26 novembre 2018, il lander InSight della NASA è atterrato con successo su Marte nella regione di Elysium Planitia. Settanta giorni marziani dopo, il sismometro della missione SEIS ha iniziato a registrare le vibrazioni del pianeta. Un team di ricercatori e ingegneri dell'ETH di Zurigo, guidato dal Professore dell'ETH Domenico Giardini, ha consegnato l'elettronica di controllo SEIS ed è responsabile del Marsquake Service. Quest'ultimo si occupa dell'interpretazione quotidiana dei dati trasmessi da Marte, in collaborazione con il Servizio Sismico Svizzero dell'ETH di Zurigo. Ora, il giornale Geoscienze naturali ha pubblicato una serie di articoli sui risultati della missione nei primi mesi di operatività su Marte.

Come riportato in questi articoli, InSight ha registrato 174 eventi fino alla fine di settembre 2019. Da allora, le misurazioni hanno continuato portando a più di 450 terremoti osservati ad oggi, che non sono ancora stati analizzati in dettaglio. Questo rappresenta in media un evento al giorno.

I dati consentono ai ricercatori di osservare come le onde sismiche viaggiano attraverso il pianeta e svelarne le caratteristiche interne, in modo simile a come i raggi X vengono utilizzati nella tomografia medica. Prima che InSight atterrasse, i ricercatori avevano sviluppato un'ampia gamma di possibili modelli per rappresentare la struttura interna del pianeta rosso. I marsquakes registrati, già dopo pochi mesi, consentire di affinare la comprensione della struttura del pianeta e di ridurre le incertezze.

Interpretare i dati sui terremoti è impegnativo

I terremoti sono simili agli eventi sismici che vediamo sulla Terra, sebbene siano generalmente di minore entità. I 174 terremoti registrati possono essere classificati in due famiglie:una comprende 24 eventi a bassa frequenza con magnitudo compresa tra 3 e 4, come documentato dai giornali, con onde che si propagano attraverso il mantello marziano. Una seconda famiglia di terremoti comprende 150 eventi di magnitudo minore, profondità ipocentrale meno profonda e onde ad alta frequenza intrappolate nella crosta marziana.

"I terremoti hanno caratteristiche già osservate sulla Luna durante l'era Apollo, con una lunga durata del segnale (da 10 a 20 minuti) a causa delle proprietà di dispersione della crosta marziana, " spiega il professor Giardini dell'ETH. In generale, però, lui dice, interpretare i dati del terremoto è molto impegnativo e nella maggior parte dei casi, è possibile solo identificare la distanza ma non la direzione da cui arrivano le onde.

InSight è atterrato su un sottile, strato sabbioso

InSight apre una nuova era per la sismologia planetaria. Le prestazioni del SEIS hanno superato finora le aspettative, considerando le dure condizioni su Marte, caratterizzato da temperature che vanno da meno 80 a 0 gradi centigradi ogni giorno e da forti oscillazioni del vento. In effetti il ​​vento scuote il lander InSight e la sua strumentazione durante il giorno, causando un alto livello di rumore ambientale. Però, al tramonto, i venti si calmano permettendo di registrare i dati sismici più silenziosi mai raccolti nel sistema solare. Di conseguenza, la maggior parte degli eventi sismici rilevati su Marte dal SEIS si sono verificati nelle tranquille ore notturne. L'ambiente difficile richiede anche di distinguere attentamente tra eventi sismici e segnali provenienti dai movimenti del lander, altri strumenti o perturbazioni indotte dall'atmosfera.

Il martellamento dello strumento HP3 (un altro esperimento InSight) e il passaggio ravvicinato dei turbini (diavoli di polvere), registrato da SEIS, consentono di mappare le proprietà fisiche degli strati di terreno poco profondi appena sotto la stazione. Ora sappiamo che SEIS è atterrato su un sottile, strato sabbioso che raggiunge alcuni metri di profondità, nel mezzo di un antico cratere da impatto largo 20 metri. A profondità maggiori, la crosta marziana ha proprietà paragonabili ai massicci cristallini della Terra ma sembra essere più fratturata. La propagazione delle onde sismiche suggerisce che il mantello superiore abbia un'attenuazione maggiore rispetto al mantello inferiore.

Attività sismica indotta anche da stress tettonico

InSight è atterrato in una regione piuttosto tranquilla di Marte, in quanto finora non sono stati registrati eventi nei pressi della stazione. I tre maggiori eventi si sono svolti nella regione di Cerberus Fossae a circa 1'500 km di distanza. È un sistema tettonico di graben, causato dal peso dell'Elysium Mons, il vulcano più grande della zona di Elysium Planitia. Ciò fornisce una forte evidenza che l'attività sismica su Marte non è solo una conseguenza del raffreddamento e quindi del restringimento del pianeta, ma anche indotta dallo stress tettonico. L'energia sismica totale rilasciata su Marte è compresa tra quella della Terra e quella della Luna.

SEIS, complementare ad altre misurazioni InSight, ha anche contribuito in modo significativo ai dati per comprendere meglio i processi meteorologici su Marte. La sensibilità dello strumento sia al vento che alla pressione atmosferica ha permesso di identificare i fenomeni meteorologici caratteristici di Marte, compresi i tanti diavoli di polvere che ogni pomeriggio passano accanto all'astronave.