Questa strana caratteristica su Marte era probabilmente il risultato di un'antica esplosione vulcanica
Una strana caratteristica sulla superficie di Marte ha tenuto gli scienziati a fare ipotesi sulla sua origine. È un deposito superficiale di un minerale che è più comune all'interno dei pianeti. Un nuovo studio mostra che questo minerale interno è stato probabilmente portato in superficie da un antico vulcano esplosivo.
Nili Fossae si trova nella regione di Syrtis Major su Marte. È vicino all'Isidis Planitia, un'enorme pianura all'interno di un bacino da impatto su Marte. Nili Fossae è interessante a causa dei giacimenti minerari nell'area e di ciò che questi depositi ci dicono su Marte. Nello specifico, contiene un grande deposito del minerale olivina, che si trova tipicamente all'interno dei pianeti.
Nili Fossae si trova nella regione di Syrtis Majore su Marte, vicino al bacino di Isidis. Questa immagine proviene dal MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter) sulla navicella spaziale MGS (Mars Global Surveyor) della NASA. Credito immagine: dalla NASA / JPL / USGS – [1], dominio pubblico, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=74634265
La domanda a cui questo studio ha cercato di rispondere è come ha fatto l'olivina a raggiungere la superficie?
L'Olivina Dentro
L'olivina in sé non è rara o notevole. In effetti, è il componente principale del mantello terrestre. Non è raro neanche su Marte. La parola olivina in realtà copre un gruppo di minerali molto simili. Per prima cosa, sono tutti verdastri, il che spiega l''oliva' nell'olivina.
Si trovano nelle rocce ignee, che sono fondamentalmente lava solidificata e raffreddata.
Grani di olivina erosi dalla lava alle Hawaii. Credito immagine: di Wilson44691 – Opera propria, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=40566465
Con questo in mente, il titolo di questo articolo può sembrare piuttosto ovvio. Naturalmente questo deposito di olivina proveniva da un vulcano. In quale altro modo sarebbe potuto risalire in superficie dal mantello? Ma la scienza è tutta una questione di dettagli. Quando, esattamente, nella storia di Marte questa olivina è stata depositata da un vulcano? In quale contesto è successo e faceva parte di eventi più grandi che hanno plasmato Marte? Che tipo di evento vulcanico l'ha creato?
Queste domande, e la dimensione del deposito di olivina in questione, sono ciò che rende questo studio interessante.
Lo studio è della Brown University, a Providence, Rhode Island. Gli autori sono i dottorandi Christopher Kremer e Michael Bramble, e il professor John Mustard, del Dipartimento di Scienze della Terra, dell'Ambiente e del Pianeta della Brown University. Il giornale si chiama ' Un diffuso deposito di cenere ricco di olivina su Marte ” ed è pubblicato sulla rivista Geology.
Nerd minerali
Esiste un certo tipo di persona estremamente interessata ai minerali. Lungi dall'essere un'ossessione insolita e antisociale perseguita in un angolo remoto di un campus universitario, lo studio dei minerali è un elemento costitutivo della scienza planetaria. Senza la nostra comprensione dei minerali, non abbiamo alcuna speranza di ricostruire la storia della Terra. Saremmo anche ignoranti su tutti gli altri pianeti del nostro Sistema Solare, e anche su asteroidi e meteoriti.
Quando si tratta di Marte, l'importanza della comprensione dei minerali non può essere sottovalutata. I tipi di minerali che vediamo, dove li vediamo e come ci sono arrivati, sono tutti indizi per comprendere Marte. E quando gli scienziati individuano un insolito deposito di minerali lì, vogliono sapere come ci sia arrivato.
Puzzle marziano
Marte è un puzzle. Non siamo neanche lontanamente a completarlo, ma pezzo per pezzo stiamo iniziando a capire la storia di quel pianeta. Nello specifico, vogliamo sapere se è mai stato abitabile e se potrebbe ancora ospitare una vita microscopica. Non è possibile rispondere direttamente a queste domande: devono essere rivelate completando il puzzle marziano.
Questo insolito deposito di olivina è uno dei pezzi del puzzle.
Questo deposito di olivina è stato scoperto per la prima volta nel 2003 e presentato in a carta nella scienza. Quel documento annunciava la scoperta di un'area di 30.000 chilometri quadrati con circa il 30% di olivina.
L'area è nota per la sua formazione geologica. È un'area di quelli che vengono chiamati scavando . I Graben sono valli con affilate scarpate su entrambi i lati, causate dallo spostamento verso il basso di blocchi di terreno.
I Graben sono valli con scarpate affilate su entrambi i lati. Credito immagine: di Horst_graben.jpg: US Geological Survey lavoro derivato: Gregors (talk) 11:17, 7 giugno 2011 (UTC) – Horst_graben.jpg, dominio pubblico, https://commons.wikimedia.org/w/index.php ?curid=15432947
In quel documento iniziale, gli autori hanno affermato che 'la fagliatura post-impatto di quest'area ha esposto strati sotterranei ricchi di olivina'. Nel corso degli anni, altri ricercatori hanno escogitato altre possibili spiegazioni. Alcuni hanno suggerito flusso di lava effusivo . Altri hanno suggerito che l'olivina sia stata dragata da un impatto massiccio. Forse lo stesso impatto che ha creato l'enorme Bacino di Iside dove si trova il deposito.
Questo nuovo studio dice che l'olivina è stata depositata dal vulcanismo esplosivo.
Esplosioni vulcaniche
Per la maggior parte di noi, un vulcano è un vulcano . Ma ci sono diversi tipi. Un tipo si chiama vulcanismo esplosivo .
'Questa è una delle prove più tangibili dell'idea che il vulcanismo esplosivo fosse più comune su Marte primitivo', ha affermato Christopher Kremer, uno studente laureato alla Brown University che ha guidato il lavoro.
Il vulcanismo esplosivo si verifica quando il magma contiene gas disciolti come il vapore acqueo. Quel gas disciolto crea molta pressione nel magma e quando la roccia soprastante non può resistere alla pressione, esplode. Quell'esplosione invia nell'aria una quantità enorme di cenere infuocata e lava.
Poiché il vulcanismo esplosivo richiede vapore acqueo, gli scienziati pensano che questo tipo di esplosione vulcanica sia avvenuta all'inizio della vita di Marte, quando c'era più acqua intorno. Nel corso del tempo, Marte ha perso la sua acqua e l'attività vulcanica sarebbe stata meno esplosiva. Sarebbe stato sostituito da quello che viene chiamato vulcanismo effusivo, che è più dolce e fa fluire la lava attraverso la superficie, piuttosto che esplodere nell'aria.
Due tipi di eruzioni. A sinistra c'è l'eruzione esplosiva del Monte St. Helens nel 1980. A destra c'è l'eruzione effusiva da Mauna Loa, Hawaii, nel 1984. Immagine di credito: (a sinistra; di Mike Doukas - USGS Cascades Volcano Observatory, Public Domain, https ://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=680506. A destra: foto di RW Decker. – http://hvo.wr.usgs.gov/gallery/maunaloa/1984/2441061_caption.html, Dominio pubblico, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3157962)
Secondo Kremer, ci sono molte prove per questa effusiva fase vulcanica nella storia di Marte, mentre le prove per la precedente fase esplosiva non sono così facilmente scoperte, specialmente con gli strumenti orbitali.
'Capire quanto fosse importante il vulcanismo esplosivo sull'inizio di Marte è in definitiva importante per comprendere il bilancio idrico nel magma marziano, l'abbondanza delle acque sotterranee e lo spessore dell'atmosfera', ha affermato Kremer.
Occhi orbitali su Marte
Per ora, tutti gli scienziati devono studiare questo deposito con strumenti orbitali. Kremer e i suoi colleghi hanno utilizzato immagini ad alta risoluzione della NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) per studiare in dettaglio la geologia dell'area. Come ha detto Kremer in a comunicato stampa , hanno preso una tattica diversa quando studiavano la zona.
'Questo lavoro è partito metodologicamente da ciò che altre persone hanno fatto osservando la forma fisica dei terreni che sono composti da questa roccia', ha detto Kremer. “Qual è la geometria, lo spessore e l'orientamento degli strati che lo compongono. Abbiamo scoperto che il vulcanismo esplosivo e la spiegazione della caduta di cenere soddisfano tutte le caselle giuste, mentre tutte le idee alternative su cosa potrebbe essere questo deposito non sono d'accordo sotto molti aspetti importanti con ciò che osserviamo dall'orbita.
Una delle cose che differenziano questo deposito da altre aree di colata lavica effusiva è la distribuzione della lava stessa. Mentre un flusso effusivo diffonderebbe fondamentalmente roccia liquida sulla superficie, dove si accumulerebbe in aree basse, questo deposito si trova in lunghi strati continui su valli, crateri, colline e altre caratteristiche. Secondo Kremer, questo è molto più coerente con la cenere che si deposita da un'eruzione esplosiva che con il flusso di lava.
Il deposito continuo esclude anche lo scenario di impatto. L'impatto di Isidis che ha creato il bacino di Isidis non può aver creato uno strato di cenere così uniforme. Inoltre, la cenere si deposita sopra alcune delle caratteristiche create dall'impatto di Isidis.
La condizione dell'olivina stessa esclude anche lo scenario di impatto. L'olivina mostra segni di contatto prolungato e diffuso con l'acqua. L'olivina è stata alterata da quel contatto, molto più di altre olivina su Marte. Gli autori dicono che ha senso solo che questa olivina provenga dalla caduta della cenere, poiché la cenere è molto più porosa di altre rocce e avrebbe permesso all'acqua di entrare in contatto con l'olivina.
Può una Rover risolvere il puzzle?
È difficile essere assolutamente certi di qualcosa che puoi studiare solo dall'orbita. Per fortuna, un rover è diretto in quella direzione.
Nel 2020, il rover Mars 2020 della NASA sarà lanciato in viaggio verso Marte. Il suo sito di atterraggio? Il Lago Cratere , che si trova all'interno del deposito di olivina. Ci sono aree esposte di olivina accessibili al rover e sembra certo che il rover 2020 lo studierà.
Il concept di questo artista raffigura il rover Mars 2020 della NASA che esplora Marte. Credito: NASA
'La cosa eccitante è che vedremo molto presto se ho ragione o torto', ha detto Kremer. “Quindi è un po' snervante, ma se non è una caduta di cenere, probabilmente sarà qualcosa di molto strano. È altrettanto divertente se non di più'.
'Una delle prime 10 scoperte di Mars 2020 sta per capire cos'è questa unità contenente olivina', ha affermato Mustard, consulente di Kremer. 'È qualcosa di cui la gente scriverà e parlerà per molto tempo'.
Una volta che sapremo come si inserisce questo pezzo del puzzle olivina, sapremo qualcosa sull'era del vulcanismo esplosivo su Marte. Per estensione, sapremo qualcosa sull'antica acqua marziana. Per estensione da ciò, sapremo qualcosa sull'antica atmosfera marziana. Da lì, sapremo qualcosa sull'abitabilità marziana.
I puzzle non sono divertenti?