Sono arrivate le prime segnalazioni di attività sismica e vibrazioni del suolo su Marte. Il pianeta rosso ha un livello moderato di attività sismica, intermedio tra la Terra e la Luna.

Un team internazionale che comprende geologi dell'Università del Maryland ha rilasciato i risultati preliminari della missione InSight, che ha fatto atterrare una sonda su Marte il 26 novembre, 2018. I dati del Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) della missione hanno fornito le prime misurazioni sismiche dirette del sottosuolo marziano e della crosta superiore, lo strato roccioso più esterno del pianeta. I risultati sono stati pubblicati in un numero speciale della rivista Geoscienze naturali il 24 febbraio, 2020.

"Questa è la prima missione incentrata sull'effettuare misurazioni geofisiche dirette di qualsiasi pianeta oltre alla Terra, e ci ha dato la nostra prima vera comprensione della struttura interna di Marte e dei processi geologici, " ha detto Nicholas Schmerr, un assistente professore di geologia presso l'UMD e coautore dello studio. "Questi dati ci stanno aiutando a capire come funziona il pianeta, il suo tasso di sismicità, quanto è attivo e dove è attivo."

I dati sismici acquisiti in 235 giorni marziani hanno mostrato 174 eventi sismici, o terremoti. Di quelli, 150 erano eventi ad alta frequenza che producono uno scuotimento del terreno simile a quello registrato sulla Luna dal programma Apollo. Le loro forme d'onda mostrano che le onde sismiche rimbalzano mentre viaggiano attraverso la crosta marziana eterogenea e fratturata. Gli altri 24 terremoti osservati dal SEIS erano prevalentemente eventi a bassa frequenza. Tre hanno mostrato due distinti modelli d'onda simili ai terremoti sulla Terra causati dal movimento delle placche tettoniche.

"Questi eventi a bassa frequenza sono stati davvero entusiasmanti, perché sappiamo analizzarli ed estrarre informazioni sulla struttura del sottosuolo, " disse Vedran Lekic, professore associato di geologia all'UMD e coautore dello studio. "In base a come le diverse onde si propagano attraverso la crosta, possiamo identificare gli strati geologici all'interno del pianeta e determinare la distanza e la posizione dalla fonte dei terremoti".

I ricercatori hanno identificato la posizione della sorgente e la magnitudo di tre dei terremoti a bassa frequenza, e credo che altri 10 siano abbastanza forti da rivelare la loro fonte e grandezza una volta analizzati.

"Comprendere questi processi fa parte di una domanda più grande sul pianeta stesso, " ha detto Schmerr. "Può sostenere la vita, o l'ha mai fatto? La vita esiste al confine, dove l'equilibrio è spento. Pensa alle aree della Terra come le prese d'aria termiche sulle profonde dorsali oceaniche dove la chimica fornisce l'energia per la vita piuttosto che il sole. Se si scopre che c'è magma liquido su Marte, e se riusciamo a individuare dove il pianeta è geologicamente più attivo, potrebbe guidare le future missioni alla ricerca del potenziale per la vita."

Rilevare segni di vita era la missione principale delle precedenti sonde di Marte, Viking 1 e Viking 2. Ciascuno trasportava sismometri, ma erano montati direttamente sui lander e non fornivano dati utili. Lo strumento Viking 1 non si è sbloccato correttamente, e Viking 2 ha rilevato solo il rumore del vento che scuoteva il lander, ma nessun segnale di terremoto convincente.

La missione InSight è dedicata specificamente all'esplorazione geofisica, così gli ingegneri hanno lavorato per risolvere i precedenti problemi di rumore. Un braccio robotico sul lander ha posizionato il sismometro SEIS direttamente sul suolo marziano a una certa distanza per isolarlo dal lander. Lo strumento è anche alloggiato in una camera a vuoto e coperto dal Wind and Thermal Shield. Il sismometro SEIS è abbastanza sensibile da discernere vibrazioni del terreno molto deboli, che su Marte sono 500 volte più silenziose delle vibrazioni del suolo che si trovano nei luoghi più silenziosi della Terra.

Inoltre, il sismometro ha fornito importanti informazioni sul tempo marziano. I sistemi a bassa pressione e le colonne vorticose di vento e polvere chiamate "dust devils" sollevano il terreno abbastanza da consentire al sismometro di registrare un'inclinazione nel substrato. Anche i forti venti che attraversano la superficie del terreno creano una distinta firma sismica. In combinazione con i dati degli strumenti meteorologici, I dati SEIS aiutano a dipingere un quadro dei cicli giornalieri dell'attività di superficie vicino al lander InSight.

I ricercatori hanno scoperto che i venti si alzano da mezzanotte fino al mattino presto, mentre l'aria più fresca scende dagli altopiani nell'emisfero australe sulle pianure di Elysium Planitia nell'emisfero settentrionale, dove si trova il lander. Durante il giorno, il riscaldamento del sole provoca la formazione di venti convettivi. I venti raggiungono il loro picco nel tardo pomeriggio quando la pressione atmosferica scende e si verifica l'attività del diavolo di polvere. di sera, i venti muoiono, e le condizioni intorno al lander diventano tranquille. Dalla tarda serata fino a mezzanotte circa, le condizioni atmosferiche sono così tranquille, il sismometro è in grado di rilevare i brontolii dalle profondità del pianeta.

Tutti i terremoti sono stati rilevati durante questi periodi di quiete notturna, ma l'attività geologica probabilmente persiste per tutto il giorno.

"Ciò che è così spettacolare in questi dati è che ci danno un'immagine meravigliosamente poetica di com'è effettivamente una giornata su un altro pianeta, " ha detto Lekic.

La missione InSight continuerà a raccogliere dati fino al 2020.

I documenti di ricerca, "Vincoli sulla struttura elastica e anelastica superficiale di Marte dai dati sismici InSight, "P.Lognonné et al., e "Risultati iniziali della missione InSight su Marte" di W. Banerdt et al., sono stati pubblicati come parte di un numero speciale della rivista Geoscienze naturali uscito il 24 febbraio 2020.