I due più grandi terremoti rilevati da InSight della NASA sembrano aver avuto origine in una regione di Marte chiamata Cerberus Fossae. Gli scienziati hanno precedentemente individuato qui segni di attività tettonica, comprese le frane. Questa immagine è stata scattata dalla fotocamera HiRISE del Mars Reconnaisance Orbiter della NASA. Credito:NASA/JPL-Caltech/Università dell'Arizona
Sulla base dell'analisi dei terremoti registrati dalla missione InSight della NASA, la struttura della crosta di Marte è stata ora determinata in numeri assoluti per la prima volta. Sotto il sito di atterraggio di InSight, la crosta ha uno spessore di circa 20 o 39 chilometri. Questo è il risultato di un gruppo di ricerca internazionale guidato dalla geofisica Dr. Brigitte Knapmeyer-Endrun dell'Istituto di geologia e mineralogia dell'Università di Colonia e dal Dr. Mark Panning del Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology (Caltech). InSight sta per "esplorazione di interni mediante indagini sismiche, Geodesia e trasporto di calore." Lander della NASA, che è atterrato su Marte il 26 novembre 2018, esplora la crosta, mantello e nucleo del pianeta rosso. Il documento "Spessore e struttura della crosta marziana dai dati sismici InSight" apparirà in Scienza il 23 luglio.
Nel passato, si possono stimare solo differenze relative nello spessore della crosta di Marte, e sono state necessarie ulteriori ipotesi per ottenere spessori assoluti. I valori assoluti risultanti hanno quindi mostrato una grande dispersione, a seconda di quali ipotesi sono state fatte. La sismologia ora sostituisce queste ipotesi con una misurazione diretta nel sito di atterraggio, e quindi calibra lo spessore crostale per l'intero pianeta. Questo punto dati indipendente consente anche di stimare la densità della crosta.
"Ciò che la sismologia può misurare sono principalmente i contrasti di velocità. Queste sono differenze nella velocità di propagazione delle onde sismiche in diversi materiali, " disse Knapmeyer-Endrun, autore principale del paper. "Molto simile all'ottica, possiamo osservare fenomeni come la riflessione e la rifrazione. Per quanto riguarda la crosta, beneficiamo anche del fatto che crosta e mantello sono formati da rocce diverse, con un forte salto di velocità tra di loro." Sulla base di questi salti, la struttura della crosta può essere determinata in modo molto preciso.
I dati mostrano che nel sito di atterraggio di InSight, lo strato superiore ha uno spessore di circa 8 (+/-2) chilometri. Al di sotto di questo, un altro strato segue a circa 20 (+/-5) chilometri. "È possibile che il mantello inizi sotto questo strato, che indicherebbe una crosta sorprendentemente sottile, anche rispetto alla crosta continentale sulla Terra. Sotto Colonia, Per esempio, la crosta terrestre è spessa circa 30 chilometri, " ha spiegato Knapmeyer-Endrun. Forse, però, c'è un terzo strato crostale su Marte, che renderebbe la crosta marziana sotto il sito di atterraggio di circa 39 (+/-8) chilometri di spessore. Sarebbe più coerente con i risultati precedenti, ma il segnale da questo livello non è essenziale per abbinare i dati esistenti. "In entrambi i casi, però, possiamo escludere la possibilità che l'intera crosta sia costituita dallo stesso materiale noto dalle misurazioni di superficie e dai meteoriti marziani, " disse il geofisico. "Piuttosto, i dati suggeriscono che lo strato più alto è composto da una roccia inaspettatamente porosa. Anche, potrebbero esserci altri tipi di roccia a profondità maggiori rispetto ai basalti visti in superficie".
Il rendering di questo artista mostra uno spaccato dello strumento Esperimento sismico per la struttura interna, o SEIS, che volerà come parte del lander Mars InSight della NASA. SEIS è un sismometro altamente sensibile che verrà utilizzato per la prima volta per rilevare i terremoti dalla superficie del Pianeta Rosso. Ci sono due strati in questo spaccato. Lo strato esterno è il Wind and Thermal Shield, un rivestimento che protegge il sismometro dall'ambiente marziano. Il vento su Marte, così come gli sbalzi di temperatura estremi, potrebbe influenzare lo strumento altamente sensibile. Lo strato interno è lo stesso SEIS, una cupola color ottone che ospita i tre pendoli dello strumento. Questi interni sono all'interno di una camera a vuoto in titanio per isolarli ulteriormente dai cambiamenti di temperatura sulla superficie marziana. Credito:NASA/JPL-Caltech/CNES/IPGP
Il singolo, la misurazione indipendente dello spessore crostale nel sito di atterraggio di InSight è sufficiente per mappare la crosta sull'intero pianeta. Le misurazioni dei satelliti in orbita attorno a Marte forniscono un'immagine molto chiara del campo gravitazionale del pianeta, consentendo agli scienziati di confrontare le differenze relative nello spessore crostale con la misurazione effettuata nel sito di atterraggio. La combinazione di questi dati fornisce una mappa accurata.
Questo è il secondo selfie completo di NASA InSight su Marte. Da quando ha scattato il suo primo selfie, il lander ha rimosso la sonda termica e il sismometro dal ponte, posizionandoli sulla superficie marziana; un sottile strato di polvere ora copre anche l'astronave. Questo selfie è un mosaico composto da 14 immagini scattate il 15 marzo e l'11 aprile - il 106° e 133° giorno marziano, o soli, della missione - dalla telecamera di distribuzione dello strumento di InSight, situato sul suo braccio robotico. Credito:NASA/JPL-Caltech
Lo spessore crostale di Marte è particolarmente interessante perché la crosta si è formata in una prima fase di formazione dai resti di un mantello fuso. Così, i dati sulla sua struttura attuale possono anche fornire informazioni su come si è evoluto Marte. Inoltre, una comprensione più precisa dell'evoluzione di Marte aiuta a decifrare come si sono svolti i primi processi di differenziazione nel sistema solare e perché Marte, Terra, e altri pianeti sono così diversi oggi.
