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Terremoto su Marte: rilevata nuova scossa record

La missione spaziale InSight segnale la più grande scossa di terremoto mai registrata su un altro pianeta che non sia la Terra

Categorie Astronomia · Geologia · Spazio
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Il lander InSight Mars della NASA ha recentemente segnalato il più grande terremoto mai osservato su un altro pianeta. Il sisma si è verificato il 4 maggio scorso, durante il 1222° giorno marziano della missione. Questo fenomeno si aggiunge a oltre 1313 terremoti rilevati da InSight dal suo atterraggio su Marte nel novembre 2018. Il record precedente era stato di magnitudo 4,2 rilevato il 25 agosto 2021.

Nuova misura, un terremoto di magnitudo 5.0

Nelle ultime settimane Insight ha effettivamente verificato un terremoto di magnitudo 5 raggiungendo così un nuovo risultato. Si tratta di un terremoto di media intensità se confrontato con quelli avvertiti sulla Terra, ma rappresenta comunque un esito importante per ciò che gli scienziati speravano dalle misurazioni della missione. Sono ancora in corso la ricostruzione dell’origine e della posizione da cui si sono propagate le onde sismiche. La maggior energia sprigionata dal fenomeno naturale fornirà sicuramente nuove preziose informazioni, come non mai, del sottosuolo marziano.

Spettrogramma che mostra il più grande terremoto mai rilevato su un altro pianeta. 
Magnitudo 5, lander InSight della NASA il 4 maggio 2022,Credits: NASA/JPL-Caltech/ETH Zurigo
Spettrogramma che mostra il più grande terremoto mai rilevato su un altro pianeta. 
Magnitudo 5, lander InSight della NASA il 4 maggio 2022,Credits: NASA/JPL-Caltech/ETH Zurigo
Rilevamento terremoto 2022-05-04 Credits: NASA/JPL-Caltech
Rilevamento terremoto 2022-05-04 Credits: NASA/JPL-Caltech

Le possibili cause del terremoto

Una prima potenziale causa sarebbe connessa agli impatti al suolo di meteoriti che provengono dalla cintura degli asteroidi, dati i numerosi crateri recenti rilevati al suolo. La seconda sorgente sismica potrebbe essere associata ad eruzioni vulcaniche o a movimenti magmatici in profondità. Un’ultima possibilità è rappresentata dalla circolazione atmosferica attorno al pianeta. Questa produce una vibrazione sismica continua di bassa intensità (rumore sismico), chiamato dai hum, rilevabile da strumenti sensibili ai segnali di bassa frequenza utili per l‘esplorazione del mantello marziano.

Come InSight ha segnalato il terremoto

Grazie al sismometro di InSight denominato SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) si è potuto rintracciare numerose scosse, comprese quella avvenute di recente. Lo strumento SEIS ha una forma a cupola che viene posto sulla superficie marziana per rilevare il “pulse” o le vibrazioni sismiche di Marte (fig 1). Un insieme di sensori di vento, pressione, temperatura e campo magnetico aiuta a mettere a punto le misurazioni del sismometro. Questo lo aiuta a percepire le vibrazioni superficiali generate da sistemi meteorologici come tempeste di polvere oppure da turbolenze nell’atmosfera. Le misurazioni di SEIS ci descrivono la natura del materiale che forma il pianeta roccioso.

Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), il sismografo posizionato su Marte dalla sonda robotizzata InSight misura terremoti Credits NASA/JPL-Caltech
Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), il sismografo posizionato su Marte dalla sonda robotizzata InSight misura terremoti Credits NASA/JPL-Caltech

All’interno di SEIS

Al centro dello strumento si trovano tre pendoli (chiamati VBB very Broad Band) sensibilissimi che sono in grado di rilevare i più piccoli movimenti della superficie marziana. Lo spostamento della parte mobile del pendolo si misura elettronicamente in modo molto preciso. Un meccanismo di feedback è applicato in continuo alla parte mobile rispetto alla sua posizione di equilibrio in modo da aumentare ulteriormente la precisione di misura.

I tre pendoli si annidano in condizioni di vuoto estremo all’interno di una sfera di titanio che è a sua volta racchiusa da una copertura protettiva a nido d’ape. Questa utilizza l’atmosfera marziana come ulteriore isolante termico. L’intero gruppo è posizionato sotto il WTS (heavy wind and thermal shield), uno scudo termico progettato per ridurre al minimo i contrasti termici e proteggere contro le raffiche di vento.

SEIS per rilevamento terremoto, lo scudo termico e antivento (WTS) a forma di cupola, la piattaforma di livellamento e l'interno della sfera evacuata che protegge i pendoli VBB, Credits: IPGP/David Ducro).
SEIS per rilevamento terremoto, lo scudo termico e antivento (WTS) a forma di cupola, la piattaforma di livellamento e l’interno della sfera evacuata che protegge i pendoli VBB, Credits: IPGP/David Ducro).

Le potenzialità tecnologiche di InSight

InSight ha la capacità di posizionare lo strumento a terra utilizzando un braccio robotico con una pinza. Per prima cosa, il braccio afferra il sismometro per appoggiarlo a terra. Poi un cavo ombelicale semirigido collega lo strumento a un’unità elettronica (o “eBOX “) all’interno del lander InSight. Questo fornisce energia elettrica, digitalizza segnali e trasferisce dati digitali da e verso il computer di bordo del lander .

Comportamenti a confronto con la Terra

A seconda del tipo di materiale che si trova nella crosta di un pianeta roccioso, le onde sismiche si comportano in modo diverso. In particolare si osservano variazioni di velocità e differenti propagazioni delle onde attraverso composizioni del terreno quali ad esempio nucleo o mantello. Per lo stesso motivo si è potuto conoscere la struttura interna del pianeta Terra.

Grazie ai recenti fenomeni sismici su Marte potremmo applicare lo stesso procedimento per capire com’ è fatta la sua struttura interna. A differenza della Terra, Marte non ha però placche tettoniche. La sua crosta è invece come un piatto gigante e le faglie si formano a causa delle sollecitazioni causate dal leggero restringimento del pianeta mentre continua a raffreddarsi.

Come riconoscere terremoti su Marte

Nello studio con sismogrammi il minimo movimento su una linea potrebbe rappresentare un terremoto o il rumore creato dal vento. Ecco che allora se le oscillazioni del sismogramma seguono determinati schemi noti e il vento non soffia contemporaneamente, è possibile che si tratti di un terremoto. Le oscillazioni iniziali sono onde primarie o P, seguite da onde secondarie o S. Queste onde possono anche manifestarsi di nuovo più avanti nel sismogramma dopo essersi riflesse sugli strati all’interno del pianeta rosso.

Propagazione onde del terremoto fino al suolo marziano, Credits Nasa/JPL - Caltech
Propagazione onde del terremoto fino al suolo marziano, Credits Nasa/JPL – Caltech

Deduzioni sulla geologia interna

Negli ultimi anni si sono analizzate le fasi sismiche che vengono riflesse e convertire alle interfacce del sottosuolo. Le osservazioni sono coerenti con almeno due o tre interfacce. Le mappe globali della gravità e della topografia consentono l’estrapolazione di questa misurazione del punto all’intero pianeta, mostrando che lo spessore medio della crosta marziana è compreso tra 24 e 72 chilometri. La composizione indipendente della massa e i vincoli geodinamici mostrano che il modello più spesso è coerente con l’abbondanza di elementi radioattivi che producono calore crostali osservati per la superficie poco profonda, mentre il modello più sottile richiede una maggiore concentrazione in profondità. Come per la Terra, su Marte esisterebbe uno strato a bassa velocità sotto la litosfera. 

Il grande terremoto, in ritardo per InSight

Il fenomeno sismico si è verificato nel periodo in cui InSight si trova in una serie di difficoltà con i suoi pannelli. Quest’ultimi si stanno pericolosamente ricoprendo di sabbia marziana perdendo efficienza. Basti pensare che, al momento dell’arrivo su Marte (26 novembre 2016), i pannelli erano in grado di produrre 5.000 Watt circa nelle giornate di picco, abbastanza potenti per alimentare un forno elettrico per un’ora e 40 minuti. Adesso invece non riescono a superare i 500 Watt sufficienti per alimentare lo stesso forno elettrico per soli 10 minuti. Lo scorso 7 maggio 2022 l’energia disponibile del lander è scesa appena al di sotto del limite che attiva la modalità provvisoria.

Il lander ha completato la sua più importante e probabilmente ultima missione raggiungendo i suoi obiettivi scientifici originali. Il team scientifico dovrà studiare ulteriormente questo nuovo terremoto prima di poter fornire dettagli come la sua posizione, la natura della sua fonte e cosa potrebbe dirci sulla dinamica geologica di Marte.