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Il mantello meridionale di Marte è 200-400 °C più caldo di quello settentrionale
Il mantello sotto gli altopiani meridionali di Marte risulta 200 400 °C più caldo, più deformabile e probabilmente in parte fuso rispetto a quello settentrionale. I ricercatori hanno analizzato 16 anni di dati di tracciamento radio raccolti dalle sonde NASA Mars Global Surveyor, Mars Odyssey e Mars Reconnaissance Or...
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Research answer
Key takeaways
- Il mantello sotto gli altopiani meridionali di Marte risulta 200 400 °C più caldo, più deformabile e probabilmente in parte fuso rispetto a quello settentrionale.
- I ricercatori hanno analizzato 16 anni di dati di tracciamento radio raccolti dalle sonde NASA Mars Global Surveyor, Mars Odyssey e Mars Reconnaissance Orbiter, applicando la tecnica della tomografia mareale.
- L’anomalia potrebbe aiutare a interpretare il magnetismo della crosta meridionale, l’antica attività idrotermale e la storia dell’acqua su Marte, ma non dimostra che il pianeta abbia mai avuto una tettonica a placche...
AI Prompt
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Marte è diviso in modo netto: a sud si trovano altopiani elevati e ricchi di crateri, mentre a nord si estendono pianure più basse e geologicamente più giovani. Secondo un nuovo studio pubblicato su Nature, questa differenza non riguarda soltanto la superficie. Il mantello sotto gli altopiani meridionali sarebbe oggi 200-400 °C più caldo di quello sotto le pianure settentrionali, oltre che più deformabile e almeno in parte fuso. 3
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Il risultato offre una nuova prospettiva sulla cosiddetta dicotomia crostale marziana, una delle più grandi caratteristiche geologiche del pianeta. La separazione tra i due emisferi sembra infatti avere una controparte termica profonda, anche se l’origine di questa asimmetria resta incerta.
Che cosa hanno scoperto i ricercatori
Le rocce del mantello meridionale sembrano avere una viscosità inferiore rispetto a quelle del nord. In altre parole, il materiale caldo tende a deformarsi più facilmente di una roccia fredda e rigida. I modelli dello studio sono inoltre compatibili con la presenza di fusione parziale sotto l’emisfero meridionale. 3
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La scoperta è importante perché la dicotomia di Marte era già evidente nella topografia e nella crosta. Gli altopiani meridionali sono più antichi, elevati e ricchi di crateri; le pianure settentrionali sono più basse e sono state proposte come possibile sede di un antico oceano. I modelli geologici associano inoltre in genere al sud una crosta più spessa rispetto a quella del nord. 31
La superficie “a due facce” del pianeta potrebbe quindi riflettere non solo differenze di altitudine, età e spessore della crosta, ma anche una marcata disomogeneità dell’interno.
Come la tomografia mareale ha sondato l’interno di Marte
Il gruppo di ricerca ha rielaborato 16 anni di dati di tracciamento radio di precisione raccolti da tre sonde NASA: Mars Global Surveyor, Mars Odyssey e Mars Reconnaissance Orbiter. Misurando in che modo la gravità di Marte influenza il movimento delle sonde, gli scienziati possono ricostruire un campo gravitazionale molto dettagliato e ottenere informazioni su maree, spessore della crosta e struttura interna del pianeta. 2
Il segnale decisivo è legato alle piccole deformazioni provocate dalla gravità del Sole. Mentre Marte percorre la sua orbita, la risposta mareale del pianeta varia. I ricercatori non si sono limitati a calcolare un comportamento medio, ma hanno usato la tomografia mareale per analizzare come questa risposta cambi da una regione all’altra. 8
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Temperatura e stato fisico del mantello influenzano rigidità, viscosità e capacità di dissipare l’energia delle maree. Confrontando i modelli della risposta gravitazionale variabile nel tempo con i dati delle sonde, il team ha ricavato un mantello più caldo e meccanicamente più debole sotto il sud rispetto al nord. La differenza stimata è di circa 200-400 °C. 3
Si tratta comunque di una misurazione indiretta: nessuna sonda ha rilevato la temperatura del mantello con un termometro. Gli strumenti hanno misurato gravità e deformazioni mareali; la temperatura e la struttura sottostante sono state poi inferite attraverso modelli fisici.
Che cosa può spiegare l’anomalia termica
Il magnetismo degli altopiani meridionali
Le anomalie magnetiche residue più intense della crosta marziana si concentrano soprattutto negli antichi altopiani meridionali. Sono tracce della magnetizzazione acquisita dalle rocce quando Marte possedeva ancora un campo magnetico globale. 30
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Un interno meridionale più caldo potrebbe aver favorito, nelle prime fasi della storia del pianeta, fenomeni di fusione, vulcanismo e formazione o trasformazione della crosta che in seguito ha conservato questi segnali magnetici. È però un possibile collegamento, non la prova che l’anomalia appena individuata abbia generato da sola il campo magnetico o tutto il magnetismo osservato nella crosta.
Calore, acqua e attività idrotermale
Il calore interno può alimentare vulcanismo e circolazione idrotermale. Studi precedenti hanno collegato alcune aree magnetizzate degli altopiani meridionali a reti di valli e a possibili emissioni idrotermali sopra intrusioni nella crosta. 26
La nuova stima termica offre dunque una condizione interna da confrontare con i modelli dell’antica idrologia marziana. Se il calore fosse rimasto a lungo concentrato nel sud, avrebbe potuto sostenere in alcune zone la circolazione delle acque sotterranee o ambienti nel sottosuolo ricchi d’acqua. Questi scenari sono rilevanti per la possibile abitabilità passata di Marte, ma lo studio non dimostra che un determinato bacino abbia ospitato la vita o sia rimasto umido per un intervallo di tempo preciso.
Convezione e tettonica
L’anomalia fornisce anche un nuovo vincolo ai modelli dell’evoluzione iniziale di Marte. Gli scienziati discutono da tempo se il pianeta abbia sperimentato convezione localizzata del mantello, riciclo della litosfera o forme limitate di attività simili alla tettonica a placche.
Le strutture magnetiche lineari sono state talvolta interpretate come indizi di una possibile tettonica primitiva, ma questa lettura resta controversa. Un’analisi della NASA ha concluso che le prove non sostengono in modo convincente l’esistenza di una tettonica a placche simile a quella terrestre. 27
Lo studio non dimostra quindi che Marte abbia avuto placche tettoniche moderne. Indica piuttosto che qualunque modello sull’evoluzione del suo interno deve spiegare una notevole differenza termica tra nord e sud.
Da dove arriva il calore del mantello meridionale?
La ricerca identifica l’asimmetria, ma non ne stabilisce l’origine. Tra le ipotesi ancora compatibili con i dati ci sono:
- Un gigantesco impatto antico: un impatto avvenuto nelle prime fasi della storia di Marte potrebbe aver riorganizzato crosta e mantello, creando la dicotomia superficiale e lasciando una traccia termica duratura.
- Una convezione meridionale di lunga durata: una risalita di materiale caldo o un pennacchio del mantello potrebbe aver trasportato calore verso l’emisfero sud.
- Calore intrappolato sotto strutture spesse: una crosta o una litosfera meridionale particolarmente spessa potrebbe aver isolato il mantello sottostante, rallentandone il raffreddamento.
Le prove disponibili non permettono ancora di scegliere una spiegazione in modo definitivo. La conclusione più solida è più circoscritta: la dicotomia superficiale di Marte ha una controparte termica profonda e il mantello meridionale è oggi stimato come sostanzialmente più caldo e più debole di quello settentrionale. Nuovi modelli gravitazionali, sismici e geologici saranno necessari per capire se questa differenza sia un residuo della formazione del pianeta o il segno di un’attività interna protrattasi per miliardi di anni.
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