Un nuovo studio basato sui dati della missione InSight della NASA confrontati con quelli del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) ha rivelato che i marsquakes, i terremoti marziani generati dall’impatto di meteoroidi, si propagano a profondità maggiori rispetto a quanto previsto dai modelli sismici.
L’analisi si è concentrata su un evento specifico nella regione di Cerberus Fossae, dove un impatto ha creato un cratere di 21.5 metri di diametro. I dati sismici raccolti dal lander InSight indicano che le onde sismiche hanno viaggiato attraverso il mantello del pianeta, invece di essere assorbite o deviate dalla crosta.
Questo risultato suggerisce che la struttura interna di Marte potrebbe essere più complessa del previsto, con una crosta che attutisce le onde superficiali mentre quelle profonde si propagano in modo più efficace. L’attenuazione delle onde sismiche è già stata osservata in precedenza, ma è la prima volta che questo fenomeno viene confermato per un impatto meteoritico conosciuto e ben localizzato.
Con l’aiuto dell’intelligenza artificiale
Un algoritmo di apprendimento automatico sviluppato presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) per rilevare gli impatti di meteoroidi su Marte ha svolto un ruolo chiave nella scoperta del cratere Cerberus Fossae.
Nel giro di poche ore, lo strumento di intelligenza artificiale può setacciare decine di migliaia di immagini in bianco e nero catturate dalla Context Camera di MRO, rilevando le zone di esplosione intorno ai crateri. Lo strumento seleziona le immagini candidate per l’esame da parte di scienziati praticati nel dire quali sottili colorazioni su Marte meritano immagini più dettagliate dalla fotocamera High-Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) di MRO.
I ricercatori hanno cercato crateri entro circa 3000 km dalla posizione di InSight, sperando di trovarne alcuni che si fossero formati mentre il sismometro del lander stava registrando. Confrontando le immagini prima e dopo della Context Camera per un periodo di tempo, hanno trovato 123 nuovi crateri da incrociare con i dati di InSight; 49 di questi erano potenziali corrispondenze con terremoti rilevati dal sismometro del lander. Filtrando ulteriormente questo set, gli scienziati hanno identificato il cratere da impatto Cerberus Fossae, che ha mostrato caratteristiche uniche rispetto ad altri terremoti marziani rilevati da InSight.
Le onde sismiche da impatto viaggiano in profondità
L’analisi delle onde P (primarie) e S (secondarie) ha rivelato tempi di arrivo più lunghi del previsto, suggerendo che il segnale sismico non si è propagato solo lungo la crosta ma ha attraversato il mantello del pianeta. Questo comportamento è insolito, poiché in precedenza gli impatti meteoritici erano considerati meno efficaci nella generazione di onde sismiche profonde.
Un’ipotesi avanzata dai ricercatori è che la crosta marziana funzioni come un filtro altamente dispersivo, che assorbe e riduce la trasmissione delle onde superficiali, mentre permette a quelle profonde di propagarsi con maggiore efficienza. Questo comportamento è coerente con le osservazioni di marsquakes tettonici registrati in passato, ma la conferma tramite un impatto noto fornisce nuove informazioni sulla dinamica interna del pianeta.
Le simulazioni geodinamiche basate sui dati di InSight suggeriscono inoltre che il mantello marziano potrebbe essere meno viscoso di quanto ipotizzato. Questo spiegherebbe la trasmissione più efficiente delle onde sismiche nelle profondità del pianeta, aprendo nuove prospettive sulla composizione del mantello e sulla sua evoluzione nel tempo.
Un’ulteriore analisi delle forme d’onda ha permesso di ottenere dati sulla mineralogia della zona di impatto, evidenziando una possibile origine vulcanica o tettonica della regione.
Nuove implicazioni per la geologia di Marte e le future missioni
Questa scoperta ha implicazioni dirette per la comprensione della struttura interna di Marte, in particolare della transizione tra il mantello superiore e inferiore, un aspetto ancora poco conosciuto. La capacità delle onde sismiche di propagarsi più in profondità suggerisce che il nucleo esterno del pianeta potrebbe avere una composizione meno densa di quanto previsto dai modelli precedenti.
Un altro dato interessante riguarda la frequenza e l’intensità degli impatti meteoritici su Marte. Il cratere generato a Cerberus Fossae è tra i più energetici mai registrati dalla missione, suggerendo che il pianeta potrebbe essere soggetto a impatti più frequenti di quanto stimato finora. Questo aspetto è rilevante per le future missioni umane e robotiche, poiché una maggiore frequenza di impatti rappresenta un rischio per le infrastrutture che potrebbero essere costruite sulla superficie marziana.
Infine, la capacità di rilevare terremoti marziani generati da impatti offre un nuovo metodo per studiare la struttura interna di altri corpi celesti privi di attività tettonica, come la Luna o le lune ghiacciate di Giove e Saturno. Strumenti sismici simili a quelli di InSight potrebbero essere utilizzati per analizzare le proprietà interne di questi mondi attraverso le onde sismiche prodotte dagli impatti meteoritici.
Lo studio, pubblicato su Geophysical Research Letters, è reperibile qui.
