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La fisica collega i dati sismici con le proprietà delle rocce e dei sedimenti

Sorpresa, sorpresa: l'acqua sotterranea su Marte sfida le aspettative

Credito: NASA/JPL-Caltech

Una nuova analisi dei dati sismici della missione Mars InSight della NASA ha rivelato alcune sorprese.

La prima sorpresa: i primi 300 metri di sottosuolo sotto il sito di atterraggio vicino all’equatore marziano contengono poco o nessun ghiaccio.

“Troviamo che la crosta di Marte è debole e porosa. I sedimenti non sono ben cementati. E non c’è ghiaccio o poco ghiaccio che riempie gli spazi dei pori”, ha affermato il geofisico Vashan Wright della Scripps Institution of Oceanography presso l’Università della California di San Diego. Wright e tre coautori hanno pubblicato la loro analisi in Lettere di ricerca geofisica.

“Questi risultati non escludono che potrebbero esserci granelli di ghiaccio o piccole sfere di ghiaccio che non cementano insieme altri minerali”, ha detto Wright. “La domanda è: quanto è probabile che il ghiaccio esista in questa forma?”

La seconda sorpresa contraddice un’idea guida su ciò che è successo all’acqua su Marte. Il pianeta rosso potrebbe aver ospitato oceani d’acqua all’inizio della sua storia. Molti esperti sospettavano che gran parte dell’acqua diventasse parte dei minerali che compongono il cemento sotterraneo.

“Quando metti l’acqua in contatto con le rocce, produci un nuovo insieme di minerali, come l’argilla, quindi l’acqua non è un liquido. Fa parte della struttura minerale”, ha affermato il coautore dello studio Michael Manga dell’Università della California a Berkeley. “C’è del cemento, ma le rocce non sono piene di cemento.”

“L’acqua può anche penetrare minerali che non fungono da cemento. Ma il sottosuolo non cementato elimina un modo per ottenere registrazioni di vita o attività biologica”, ha detto Wright. I cementi tengono insieme rocce e sedimenti in modo naturale e li proteggono dall’erosione distruttiva.

La mancanza di sedimenti cementati indica una carenza d’acqua nei 300 metri sotto la piattaforma di atterraggio di InSight vicino all’equatore. La temperatura media sotto lo zero all’equatore di Marte significa che le condizioni sarebbero abbastanza fredde da congelare l’acqua se fosse lì.

Molti scienziati planetari, inclusi i manga, sospettavano da tempo che il sottosuolo di Marte sarebbe stato coperto di ghiaccio. I tuoi sospetti sono stati dissipati. Tuttavia, ai poli di Marte rimangono grandi lastre di ghiaccio e roccia ghiacciata.

“Come scienziati, ora ci troviamo di fronte ai migliori dati e alle migliori osservazioni. E i nostri modelli prevedevano che a questa latitudine dovrebbe esserci ancora terreno ghiacciato con falde acquifere sottostanti”, ha affermato Manga, professore e presidente di Earth and Planetary Sciences della UC Berkeley .

La navicella InSight è atterrata su Elysium Planitia, una pianura piatta e liscia vicino all’equatore marziano, nel 2018. Tra i suoi strumenti c’era un sismometro che misura le vibrazioni causate da terremoti e meteoriti che crollano.

Gli scienziati possono combinare queste informazioni con un vasto corpus di conoscenze sulla superficie, comprese le immagini delle morfologie marziane e i dati sulla temperatura. I dati di superficie hanno indicato che il sottosuolo potrebbe essere costituito da rocce sedimentarie e colate laviche. Tuttavia, il team ha dovuto tenere conto delle incertezze sulle proprietà del sottosuolo come la porosità e il contenuto di minerali.

Le onde sismiche dei terremoti forniscono indizi sulla natura dei materiali attraverso i quali viaggiano. I potenziali minerali cementanti come calcite, argilla, caolinite e gesso influenzano le velocità sismiche. Il team di Wright presso Scripps Oceanography ha applicato la modellazione computerizzata della fisica delle rocce per interpretare le velocità derivate dai dati di InSight.

“Abbiamo eseguito i nostri modelli 10.000 volte ciascuno per tenere conto delle incertezze nelle nostre risposte”, ha affermato il coautore Richard Kilburn, uno studente laureato che lavora presso lo Scripps Tectinorock Physics Lab sotto la supervisione di Wright. Le simulazioni che mostrano il sottosuolo composto principalmente da materiale non cementato si adattano meglio ai dati.

Gli scienziati vogliono studiare il sottosuolo perché se la vita esistesse su Marte, sarebbe lì. Non c’è acqua liquida sulla superficie e la vita sotto la superficie sarebbe protetta dalle radiazioni. Dopo una missione di ritorno campione, il concetto di missione Mars Life Explorer è una priorità della NASA per il prossimo decennio. L’obiettivo è perforare due metri di profondità nella crosta marziana ad alte latitudini per cercare la vita dove il ghiaccio, la roccia e l’atmosfera si incontrano.

È già allo studio la proposta missione robotica internazionale Mars Ice Mapper per aiutare la NASA a identificare potenziali obiettivi scientifici per le prime missioni umane su Marte. Scripps Oceanography aiuta a preparare i giovani scienziati a contribuire a tali missioni.

“Per tutta la vita, crescendo, ho sentito che la Terra potrebbe diventare inabitabile”, ha detto il coautore dello studio Jhardel Dasent, un altro studente laureato nel laboratorio diretto da Wright. “Ora ho l’età in cui posso contribuire a produrre la conoscenza di un altro pianeta che potrebbe portarci lì”.

Questa ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation, dalla NASA e dal programma CIFAR Earth 4D.


L’analisi delle vibrazioni indotte dal vento di Marte fa luce sulle proprietà del sottosuolo del pianeta


Maggiori informazioni:
Vashan Wright et al, Una crosta superficiale minimamente cementata sotto InSight, Lettere di ricerca geofisica (2022). DOI: 10.1029/2022GL099250

Fornito dall’Università della California – San Diego

Citazione: L’acqua sotterranea su Marte sfida le aspettative: la fisica collega i dati sismici alle proprietà di rocce e sedimenti (2022, 11 agosto), recuperata l’11 agosto 2022 da https://phys.org/news/2022-08-subsurface-mars-defy -fisica-sismica.html

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