Gli scienziati usano il rumore sismico per fotografare i primi cento metri di Marte

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Ingrandire / InSight posiziona uno schermo antivento sul suo sismometro.

Il lander InSight della NASA ha installato un sismografo su Marte e i terremoti rilevati ci hanno aiutato mappa l’interno del pianeta. Questi dati forniscono il quadro generale degli interni di Marte: quanto è grande il nucleo, se qualcosa è fuso e così via. Ma non cattura i piccoli dettagli, come l’aspetto del terreno immediatamente sotto InSight.

Questa settimana, i ricercatori hanno descritto come sono riusciti a trovare periodi di quiete su Marte che consentono loro di visualizzare immagini più vicine alla superficie. I risultati, combinati con alcune caratteristiche superficiali vicine, rivelano che InSight si trova probabilmente al di sopra di due grandi colate laviche, separate da strati di sedimenti.

Stai molto tranquillo

I marsquakes non sono utili per risolvere le caratteristiche locali. Se le loro onde sismiche arrivano da abbastanza lontano, il loro comportamento è principalmente influenzato dai materiali attraverso i quali hanno trascorso la maggior parte del tempo viaggiando. Se il terremoto si verifica nelle vicinanze, allora le cose sono troppo energiche per distinguere i dettagli fini causati dalle caratteristiche locali. Quindi, per esaminare la geologia locale, è necessario osservare il rumore sismico di fondo che viene costantemente rilevato da InSight.

Sulla Terra, la maggior parte del rumore sismico è generato dalle attività umane o dagli oceani. Ma Marte manca di entrambe queste fonti di rumore e il suo sfondo è dominato dal vento che interagisce con le caratteristiche di Marte.

Ma quando i dati sono stati esaminati nelle ore del giorno in cui i venti erano generalmente alti, il rumore si è rivelato dominato dalle frequenze prodotte dal vento che interagiva con il lander stesso. Quindi i ricercatori si sono concentrati su quella che era la prima serata, l’ora di Marte, quando i venti tendevano a calmarsi. A quel punto, la maggior parte del rumore sismico è generato da deboli venti che interagiscono con la geologia vicina piuttosto che con il lander stesso.

I geologi hanno utilizzato il rumore sismico per ricostruire le caratteristiche della Terra confrontando le componenti orizzontali e verticali del rumore. Questo è un processo che può essere coerente con una vasta collezione di potenziali strutture vicino alla superficie di Marte. Per limitare l’elenco delle possibilità, i ricercatori si sono concentrati sulle caratteristiche che si sono manifestate nella maggior parte delle potenziali soluzioni. Hanno anche esaminato le rocce esposte nei crateri vicini per cercare caratteristiche visibili che fossero correlate alle cose che i loro modelli suggerivano potessero esistere.

Cosa c’è sotto

Più vicina alla superficie, la regolite di Marte è formata da polvere e frammenti di roccia prodotti dagli impatti. Sembra essere spesso solo 1,5 metri, anche se i ricercatori avvertono che i dati sui 20 metri più in alto di materiale sono molto incerti. A tre metri sotto la superficie, sembra esserci uno strato di roccia vulcanica, formato da importanti eruzioni nel lontano passato di Marte.

Al di sotto di questo, da circa 30 metri a 80 metri (queste cifre sono piuttosto inesatte), c’è un altro strato di materiale in cui i segnali sismici si muovono lentamente. I ricercatori concludono che probabilmente si tratta di uno strato di roccia sedimentaria. Al di sotto ci sono ulteriori depositi vulcanici.

I ricercatori concludono che i depositi vulcanici più profondi risalgono all’Esperiano, un periodo di diffusa attività vulcanica che si è concluso oltre 3 miliardi di anni fa. Il deposito di sedimenti sovrastante si è formato mentre Marte sperimentava condizioni fredde e secche simili al suo stato attuale. Dopo che si è consolidato, e qualche volta durante il periodo amazzonico di Marte, ulteriori eruzioni hanno coperto i sedimenti. Da allora, gli impatti ei venti di Marte hanno depositato uno strato di materiale sciolto sopra gli strati vulcanici.

Ovviamente tutto questo è coerente con quanto si può osservare nei crateri vicini. Tuttavia, è impressionante quante informazioni i ricercatori siano stati in grado di estrarre solo da un po’ di rumore.

Comunicazioni sulla natura, 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-26957-7 (Informazioni sui DOI).

Immagine dell’inserzione di NASA/JPL-Caltech

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