Per migliaia di anni, gli esseri umani hanno fissato il cielo e si sono interrogati sul Pianeta Rosso. Facilmente visibili dalla Terra ad occhio nudo, gli antichi astronomi hanno tracciato con regolarità il suo corso attraverso i cieli. Nel 19° secolo, con lo sviluppo di telescopi sufficientemente potenti, gli scienziati iniziarono a osservare la superficie del pianeta e a speculare sulla possibilità che la vita esistesse lì.
Tuttavia, non è stato fino all'era spaziale che la ricerca ha iniziato a far luce sui misteri più profondi del pianeta. Grazie a numerose sonde spaziali, orbite e robot rover, gli scienziati hanno imparato molto sulla superficie del pianeta, sulla sua storia e sulle molte somiglianze che ha con la Terra. In nessun luogo questo è più evidente che nella composizione del pianeta stesso.
Struttura e Composizione:
Come la Terra, l'interno di Marte ha subito un processo noto come differenziazione. È qui che un pianeta, a causa delle sue composizioni fisiche o chimiche, si forma in strati, con materiali più densi concentrati al centro e materiali meno densi più vicini alla superficie. Nel caso di Marte, questo si traduce in un nucleo di raggio compreso tra 1700 e 1850 km (1050 – 1150 mi) e composto principalmente da ferro, nichel e zolfo.
Questo nucleo è circondato da un mantello di silicato che ha chiaramente sperimentato attività tettonica e vulcanica in passato, ma che ora sembra essere inattivo. Oltre al silicio e all'ossigeno, gli elementi più abbondanti nella crosta marziana sono ferro, magnesio, alluminio, calcio e potassio. L'ossidazione della polvere di ferro è ciò che conferisce alla superficie la sua tonalità rossastra.
Immagine composita che mostra la differenza di dimensioni tra la Terra e Marte. Credito: NASA/esplorazione di Marte
Magnetismo e attività geologica:
Oltre a ciò, le somiglianze tra la composizione interna della Terra e di Marte finiscono. Qui sulla Terra, il nucleo è interamente fluido, costituito da metallo fuso ed è in costante movimento. La rotazione del nucleo interno della Terra ruota in una direzione diversa dal nucleo esterno e l'interazione dei due è ciò che conferisce alla Terra il suo campo magnetico. Questo a sua volta protegge la superficie del nostro pianeta dalle radiazioni solari dannose.
Il nucleo marziano, al contrario, è in gran parte solido e non si muove. Di conseguenza, il pianeta è privo di un campo magnetico ed è costantemente bombardato da radiazioni. Si ipotizza che questo sia uno dei motivi per cui la superficie è diventata senza vita negli ultimi eoni, nonostante l'evidenza di acqua che scorreva liquida in una volta.
Nonostante non ci sia attualmente alcun campo magnetico, ci sono prove che Marte avesse un campo magnetico in una volta. Secondo i dati ottenuti dalMarte Global Surveyor, parti della crosta del pianeta sono state magnetizzate in passato. Ha anche trovato prove che suggerirebbero che questo campo magnetico ha subito inversioni polari.
Questo paleomagnetismo osservato dei minerali trovati sulla superficie marziana ha proprietà simili ai campi magnetici rilevati su alcuni dei fondali oceanici della Terra. Questi risultati hanno portato a un riesame di una teoria originariamente proposta nel 1999 che postulava che Marte avesse sperimentato l'attività tettonica a zolle quattro miliardi di anni fa. Da allora questa attività ha cessato di funzionare, causando la scomparsa del campo magnetico del pianeta.
Mappa del Mars Global Surveyor degli attuali campi magnetici su Marte. Credito: NASA/JPL
Proprio come il nucleo, anche il mantello è dormiente, senza l'azione delle placche tettoniche per rimodellare la superficie o aiutare a rimuovere il carbonio dall'atmosfera. Lo spessore medio della crosta del pianeta è di circa 50 km (31 mi), con uno spessore massimo di 125 km (78 mi). Al contrario, la crosta terrestre ha una media di 40 km (25 mi) ed è spessa solo un terzo di quella di Marte, rispetto alle dimensioni dei due pianeti.
La crosta è principalmente basalto dall'attività vulcanica avvenuta miliardi di anni fa. Data la leggerezza della polvere e l'elevata velocità dei venti marziani, le caratteristiche sulla superficie possono essere cancellate in un lasso di tempo relativamente breve.
Formazione ed evoluzione:
Gran parte della composizione di Marte è attribuita alla sua posizione rispetto al Sole. Gli elementi con punti di ebollizione relativamente bassi, come cloro, fosforo e zolfo, sono molto più comuni su Marte che sulla Terra. Gli scienziati ritengono che questi elementi siano stati probabilmente rimossi dalle aree più vicine al Sole dall'energico vento solare della giovane stella.
Dopo la sua formazione, Marte, come tutti i pianeti del Sistema Solare, fu sottoposto al cosiddetto 'Late Heavy Bombardment'. Circa il 60% della superficie di Marte mostra un record di impatti di quell'era, mentre gran parte della superficie rimanente è probabilmente alla base di immensi bacini d'impatto causati da quegli eventi.
Il bacino polare settentrionale è la grande area blu bassa all'estremità settentrionale di questa mappa topografica di Marte. Credito: NASA/JPL/USGS
Questi crateri sono così ben conservati a causa del lento tasso di erosione che avviene su Marte. Hellas Planitia , chiamato anche bacino d'impatto di Hellas, è il più grande cratere su Marte. La sua circonferenza è di circa 2.300 chilometri ed è profonda nove chilometri.
Si ritiene che il più grande impatto su Marte si sia verificato nell'emisfero settentrionale. Quest'area, conosciuta come il Bacino Polare Settentrionale, misura circa 10.600 km per 8.500 km, o circa quattro volte più grande della superficie lunare. Polo Sud – Aitken bacino, il più grande cratere da impatto mai scoperto.
Sebbene non sia ancora confermato che si tratti di un evento di impatto, l'attuale teoria è che questo bacino sia stato creato quando un corpo delle dimensioni di Plutone si è scontrato con Marte circa quattro miliardi di anni fa. Si pensa che questo sia stato responsabile della dicotomia emisferica marziana e abbia creato il bacino boreale liscio che ora copre il 40% del pianeta.
Gli scienziati non sono attualmente chiari se un enorme impatto possa essere responsabile o meno del fatto che il nucleo e l'attività tettonica siano diventati dormienti. Il InSight Lander , previsto per il 2018, dovrebbe far luce su questo e altri misteri, utilizzando un sismometro per limitare meglio i modelli degli interni.
Hellas Planitia si estende per circa 50° in longitudine e più di 20° in latitudine. Dai dati del Mars Orbiter LaserAltimeter (MOLA). Credito: NASA
Altre teorie sostengono che la massa e la composizione chimica inferiori di Marte lo abbiano fatto raffreddare più rapidamente della Terra. Si ritiene quindi che questo processo di raffreddamento sia ciò che ha arrestato la convezione all'interno del nucleo esterno del pianeta, causando così la scomparsa del suo campo magnetico.
Marte ha anche gole e canali riconoscibili sulla sua superficie, e molti scienziati credono che l'acqua liquida scorresse attraverso di essi. Confrontandoli con caratteristiche simili sulla Terra, si ritiene che siano stati formati almeno in parte dall'erosione dell'acqua. Alcuni di questi canali sono piuttosto grandi, raggiungendo i 2.000 chilometri di lunghezza e 100 chilometri di larghezza.
Sì, Marte è molto simile alla Terra sotto molti aspetti. È un pianeta roccioso, ha una crosta, un mantello e un nucleo ed è composto più o meno dagli stessi elementi. Mentre la nostra esplorazione del Pianeta Rosso continua, stiamo imparando sempre di più sulla sua storia ed evoluzione. Un giorno, potremmo trovarci a stabilirci su quella roccia e fare affidamento sulle sue somiglianze per creare una 'posizione di riserva' per l'umanità.
Abbiamo molti articoli interessanti sull'argomento marzo qui a Universe Today. ecco Quanto tempo ci vuole per arrivare su Marte? , Quanto dista Marte dalla Terra? , Quanto è forte la gravità su Marte? , Com'è il tempo su Marte? , L'orbita di Marte. Quanto dura un anno su Marte? , Come colonizziamo Marte? , e Come Terraformiamo Marte?
Chiedi a uno scienziato ha risposto alla domanda sulla composizione di Marte, ed eccone alcune Informazione Generale su Marte da Nove Pianeti.
Infine, se desideri saperne di più su Marte in generale, abbiamo realizzato diversi episodi di podcast sul Pianeta Rosso su Astronomy Cast. Episodio 52: Marte , e Episodio 91: Alla ricerca dell'acqua su Marte .
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