Scritto: Lunedì, 18 Maggio 2020 06:22 Ultima modifica: Lunedì, 18 Maggio 2020 19:35

Marte, un cuore di ferro e zolfo?


Un nuovo studio pubblicato su Nature Communications misura le proprietà sismiche della lega che si ritiene costituisca il nucleo del Pianeta Rosso.

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Presse Kawai installate sugli strumenti Spring-8 e Kek-Pf al sincrotrone dell’Università di Tokyo Presse Kawai installate sugli strumenti Spring-8 e Kek-Pf al sincrotrone dell’Università di Tokyo Crediti: © 2020 Nishida et al.

Il nucleo di Marte è formato veramente da ferro e zolfo come ipotizzato finora?

Potranno determinarlo gli scienziati che studiano la sismologia marziana, confrontando i dati provenienti dalle missioni robotiche con le recenti simulazioni sulla propagazione della velocità delle onde sismiche nelle leghe Fe80S20 e Fe57S43.
La ricerca si è svolta presso l'Università di Tokio, con l'ausilio di una pressa di tipo Kawai, combinata a un fascio di raggi X proveniente da due strumenti del sincrotrone, Kek-Pf e Spring-8.

È generalmente difficile indagare il nucleo di un pianeta, soprattutto se non si tratta della Terra.
Marte è uno degli corpi del Sistema Solare più studiato ma capire cosa c'è al suo interno e come si comportano i materiali nelle viscere più profonde è ancora fantascienza.
"L'esplorazione del nucleo della Terra, di Marte e di altri pianeti è una delle grandi frontiere della scienza", ha detto Keisuke Nishida del Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie dell'Università di Tokyo. "Studiare la composizione di Marte aiuterà non solo a comprendere il suo stato attuale ma anche la sua storia ed origine".

Tutto ciò che sappiamo arriva dai dati indiretti rilevati dalle sonde e dai rover, dai modelli matematici e dalle simulazioni di laboratorio. Al momento, per esempio, c'è il lander della NASA InSight che con lo strumento Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) sta registrando gli eventi sismici marziani in Elysium Planitia.

Secondo le ipotesi, scrivono gli autori del documento, il Pianeta Rosso ha quasi sicuramente un nucleo liquido, costituito da una lega di ferro e zolfo ma per interpretare correttamente le onde sismiche è necessario comprendere le proprietà fisiche del mezzo che esse attraversano, in funzione di pressione, temperatura e concentrazione di zolfo. Viceversa, possiamo desumere la composizione del nucleo del pianeta indirettamente, analizzando la propagazione dei terremoti.

Nishida e la sua squadra hanno misurato la velocità di propagazione delle onde P nelle leghe di ferro e zolfo. Queste sono onde longitudinali (di compressione) simili alle onde acustiche e definiscono, insieme alle onde S, le perturbazioni delle onde sismiche più profonde. A differenza di queste ultime (di taglio), che provocano oscillazioni perpendicolari rispetto alla direzione di propagazione, esse producono un'oscillazione delle particelle nella direzione di propagazione dell'onda, generando compressione e rarefazione nel materiale attraversato.

Al gruppo di ricerca ci sono voluti tre anni di lavoro per raccogliere i dati.
"Il campione su cui abbiamo lavorato è estremamente piccolo, il che potrebbe sorprendere viste le dimensioni del pianeta cui applichiamo le simulazioni. Ma lavorare ad altissime pressioni su scale micro, ci aiuta sulle scale macro e comprendere la storia evolutiva di un pianeta", ha detto Nishida.

Le simulazioni hanno testato le leghe ferro - zolfo fino a 20 GPa, che dovrebbe corrispondere alla pressione della parte più esterna del nucleo di Marte. Da questi risultati, sono stati estrapolati i valori per 40 GPa (o più) che, invece, sarebbero al centro del nocciolo. I dati hanno mostrato che in realtà, lo zolfo ha poca influenza sulla velocità di propagazione nel ferro liquido per le pressioni tipiche del nucleo di Marte. È quindi difficile stimarne il contenuto, scrive il team. Ma, se la velocità di propagazione delle onde sismiche effettivamente rilevata si dovesse discostare di molto dai dati simulati, sarà un indizio sulla presenza di altre impurità fuse nel nocciolo del pianeta.

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing.
Dedico il tempo libero alla mia dolcissima bimba Sofia Vega, a questo sito (creato nel 2012 in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte) ed al processing delle immagini raw scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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