Esperimenti sulla Terra su leghe di ferro e zolfo ci aiuteranno a indagare la composizione e l’origine di Marte.

Non si tratta di una simulazione al computer, ma di una simulazione di terremoto su Marte. Grazie alla sonda Insight della NASA infatti possediamo dati sismici del pianeta rosso, ma mancava un’importante informazione senza la quale i dati non potevano essere interpretati: avevamo bisogno di conoscere le proprietà sismiche della lega ferro-zolfo che si pensa costituisse il nucleo di Marte.

Confrontando poi i dati simulati con quelli in nostro possesso, o che saranno raccolti in un prossimo futuro, conosceremo meglio la storia dell’origine di Marte e la sua composizione attuale.

Keisuke Nishida, professore associato del Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie dell’Università di Tokyo, e il suo team studiano i meccanismi interni e la composizione di Marte attraverso dati sismici che rivelano non solo lo stato attuale del pianeta, ma danno indizi anche sul suo passato, comprese le sue origini.

L’esplorazione delle profondità della Terra, di Marte e di altri pianeti è una delle grandi frontiere della scienza.

ha affermato Nishida.

Per molto tempo è stato teorizzato che il nucleo di Marte fosse costituito da una lega di ferro-zolfo, ma se pensiamo già a quanto sia difficile esplorare il nucleo della Terra, possiamo immaginare che osservazioni più dirette del nucleo di Marte dovranno probabilmente attendere diverso tempo. Questo è il motivo per cui i dettagli sismici sono così importanti, poiché le onde sismiche, simili a onde sonore estremamente potenti, possono viaggiare attraverso un pianeta e offrire uno sguardo indiretto, ma significativo, del suo interno.

Nishida e il team hanno quindi misurato la velocità di quelle che sono conosciute come onde P (uno dei due tipi di onda sismica, le altre si chiamano onde S) in leghe di ferro-zolfo fuse.

A causa di ostacoli tecnici, ci sono voluti più di tre anni prima che potessimo raccogliere i dati ultrasonici di cui avevamo bisogno, quindi sono molto contento di averli ora

ha detto Nishida.

 

Presse per gli esperimenti installate nella struttura SPring-8 (a sinistra) e KEK-PF (a destra)

 

Una lega di ferro-zolfo sopra il suo punto di fusione di 1.500 °C e soggetta a 13 gigapascal di pressione fa viaggiare le onde P a 4.680 metri al secondo e cioè 13 volte più velocemente rispetto al suono in aria che viaggia a 343 metri al secondo. I ricercatori hanno utilizzato un dispositivo chiamato pressa “multianvil” di tipo Kawai per comprimere il campione e raggi X emessi da due strutture di sincrotrone, KEK-PF e SPring-8, per fare immagini dei campioni e calcolare i valori dell’onda P.

I ricercatori che leggono ora i dati sismici marziani saranno in grado di dire se il nucleo sia costituito principalmente da una lega di ferro-zolfo e questo  rivelerà anche dettagli della sua origine: se il nucleo di Marte includesse silicio e ossigeno, questo suggerirebbe che, come la Terra, Marte ha subito un grande impatto mentre si formava.