GIOVANI COLATE DI LAVA

Il mantello di Marte nasconde un segreto

La regione vulcanica Elysium Planitia, che si trova in prossimità dell’equatore, è un immenso complesso vulcanico con una bizzarra composizione chimica. Processi geochimici complessi hanno modellato la superficie e il mantello sottostante. Gli studiosi credono che questa regione sia ancora attiva

Marte. Un flusso di lava solidificata sul bordo di un cratere nella regione vulcanica Elysium. Crediti: Nasa HiRISE image, David Susko, LSU

Come già avevamo scritto qualche anno fa, Marte ha subìto, nel corso di miliardi di anni, drastici cambiamenti, non solo a seguito di impatti con altri corpi (meteoriti e simili) ma soprattutto a causa dell’attività vulcanica che ne ha modellato la superficie, in particolare il mantello sottostante. Questo strato sembrerebbe, infatti, più complesso di quanto pensato finora, e avrebbe qualche lieve somiglianza con quello terrestre. In un nuovo studio pubblicato su Scientific Reports, un gruppo di ricercatori della Louisiana State University ha raccolto numerosi dati e prove circa i cambiamenti occorsi in una particolare zona di Marte, la regione vulcanica chiamata Elysium Planitia, che si trova in prossimità dell’equatore. Si tratta di un mastodontico complesso vulcanico, il secondo su Marte: il picco arriva a 16 chilometri d’altezza (pensate che il monte Everest – la vetta più alta della Terra – non arriva a 9 chilometri).

Sotto la guida di David Susko, geologi e geofisici coinvolti nella ricerca hanno scoperto che i componenti chimici delle colate di lava che ricoprono Elysium sono coerenti con processi magmatici primari che avrebbero portato alla formazione di un mantello molto complesso sotto la superficie di Marte. La regione Elysium, fotografata dalla Mars Orbiter Camera a bordo della missione Mars Global Surveyor, presenta zone in cui le colate laviche risultano essere molto recenti per un pianeta geologicamente calmo e silente. Le “impronte digitali” dell’attività vulcanica marziana risalgono a 3 o 4 miliardi di anni fa, mentre in questa regione le colate laviche vengono datate a 3 o 4 milioni di anni fa. In termini esogeologici è come dire ieri o l’altro ieri. Essendo stati in “silenzio” così a lungo, i vulcani di questa regione potrebbero ancora eruttare.

Ciò che è più interessante di questa regione è la sua bizzarra composizione chimica. In questo nuovo studio, gli esperti hanno cercato di scoprire perché alcune delle colate laviche di Elysium sono così insolite da un punto di vista geochimico e perché hanno livelli così bassi di torio e potassio (elementi radioattivi che invece abbondano nelle altre regioni vulcaniche marziane). Le motivazioni potrebbero essere tante, magari questi flussi di lava provengono da diverse parti del mantello di Marte. In ogni caso, il mantello è cambiato nel corso di miliardi di anni e quindi la chiave è studiare la storia evolutiva del sottosuolo del nostro vicino planetario.

Susko e il suo team hanno analizzato i dati geochimici e morfologici della regione vulcanica Elysium raccolti dagli strumenti a bordo del Mars Odyssey Orbiter e del Mars Reconnaissance Orbiter, entrambi della Nasa. Focalizzando l’attenzione sui crateri, i ricercatori hanno trovato differenze di età tra il nord ovest e le regioni meridionali di Elysium – circa 850 milioni di anni di differenza. Hanno anche scoperto che le giovani regioni a sud est sono geochimicamente diverse dalle regioni più vecchie e che queste differenze si riferiscono a processi riguardanti le rocce ignee e non processi secondari, come l’interazione di acqua o ghiaccio con la superficie di Elysium in passato.

«Abbiamo determinato che, mentre ci potrebbero essere stata acqua in questa zona in passato, le proprietà geochimiche nella parte superiore di tutta questa provincia vulcanica (un metro) portano a processi tipici delle rocce ignee», spiega Susko. «Pensiamo che i livelli di torio e potassio si siano esauriti a causa di eruzioni vulcaniche nel corso di miliardi di anni. Gli elementi radioattivi sono spariti subito nelle prime eruzioni. Stiamo assistendo a cambiamenti nella chimica del mantello avvenuti nel corso del tempo». James Wray, co-autore dello studio, aggiunge che «i sistemi vulcanici longevi con mutevoli composizioni magmatiche sono comuni sulla Terra», e adesso questi cambiamenti possono essere osservati su Marte proprio nella regione Elysium, dove «stiamo veramente assistendo a variazioni chimiche di massa occorse nel tempo, utilizzando una tecnica che potrebbe sbloccare la storia magmatica di molte altre regioni di Marte».

Susko ipotizza che il peso stesso dei flussi di lava fuoriusciti dal vulcano Elysium Mons abbia causato la variegata stratificazione del mantello marziano: il mantello si è sciolto a temperature diverse. Ma c’è anche da tener conto di un’altra ipotesi: in particolari aree della regione Elysium, le colate laviche possono essere arrivate da diverse parti del mantello. Studiando nello specifico le così disparate composizioni chimiche nella regione Elysium, Susko e colleghi hanno concluso che Marte ha una storia geologica complessa, probabilmente dovuta proprio al peso che i vulcani hanno avuto sul mantello.

Insomma, Marte somiglia più alla Terra che alla Luna (anche se il mantello terrestre è ben diverso da quello marziano). «Sulla Luna mancano alcuni minerali secondari presenti sulla Terra, ma in realtà per decenni è così che abbiamo immaginato Marte: una roccia senza vita, piena di crateri e con un certo numero di vulcani inattivi», sottolinea Susko. «Più a lungo osserviamo Marte e più ci accorgiamo che non somiglia a una luna. Stiamo scoprendo una maggiore varietà nei tipi di roccia e nelle composizioni geochimiche, come si è visto con la traversata del rover Curiosity nel cratere Gale». Tutto questo gioca a nostro favore: un corpo planetario complesso e vivo, come lo è la Terra, ha capacità maggiori di sostenere una popolazione umana. È molto più facile per noi sopravvivere su un pianeta dove ci sono i minerali tipici della geologia complessa.

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