Terremoto di Marte - La pietra inizia a rotolare

Cinquant'anni dopo che gli astronauti dell'Apollo 11 hanno posizionato il primo sismometro sulla superficie della Luna, la missione InSight della NASA sta fornendo dati sismici che consentono ai ricercatori di confrontare i terremoti marziani con quelli lunari e sismici.

La palla è letteralmente partita quando gli scienziati del Mars Seismological Service hanno dato vita per la prima volta ai terremoti di Marte nel simulatore di terremoti dell'ETH di Zurigo. I ricercatori hanno caricato i dati reali dei terremoti marziani registrati durante il Mars Day o i Sol 128 e 173 della missione marziana InSight. I terremoti marziani sono stati registrati dal sismometro SEIS, la cui elettronica altamente sensibile è stata sviluppata presso il Laboratorio di elettronica e strumenti spaziali dell'ETH di Zurigo.

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John Clinton, Simon St?hler, Martin Van Driel e Maren B?se utilizzano un simulatore per mostrare come i marsquakes differiscano dai terremoti e dai moonquakes.

Due tipi di terremoti su Marte

Il SEIS è probabilmente il sismometro più sensibile mai utilizzato. ? in grado di riconoscere anche le scosse più deboli su Marte. Gli scienziati hanno dovuto amplificare i segnali delle scosse marziane di 10 milioni di volte, in modo che i ricercatori potessero percepire anche le scosse più deboli e lontane nel simulatore di terremoti e confrontarle con quelle lunari e con i terremoti amplificati in modo corrispondente.

"Attualmente stiamo osservando due tipi di terremoti su Marte", spiega Simon St?hler. "Il primo è stato un terremoto ad alta frequenza, più simile a un terremoto lunare di quanto ci si aspettasse. Il secondo terremoto ha una frequenza molto più bassa, che pensiamo possa essere legata alla distanza dall'epicentro". Rispetto ai terremoti, entrambi i tipi di Marsquakes durano più a lungo".

Terremoti della Terra, della Luna e di Marte

Mentre i terremoti durano normalmente da alcuni secondi a qualche minuto, i terremoti lunari possono durare anche un'ora o più. L'intensità del segnale sismico dipende dalla distanza e dalle differenze nelle strutture geologiche. Se si confrontano le superfici della Terra e della Luna, ci si rende conto con sorpresa che la crosta terrestre è più omogenea di quella lunare. La crosta lunare è fratturata a causa dell'impatto di meteoriti che si sono succeduti per miliardi di anni. Inoltre, sulla Luna non c'è alcun processo che "saldi" le rocce tra loro. Sulla Terra, invece, le fessure delle rocce si fondono tra loro a causa del vulcanismo, del riscaldamento interno, della tettonica a placche e dell'erosione e deposizione da parte dell'acqua e del vento. In questo modo si crea una crosta relativamente intatta e stratificata, che permette di far scomparire rapidamente le tracce degli impatti dei meteoriti.

"L'eterogeneità della crosta lunare porta a una dispersione delle onde sismiche, simile a un'eco riverberante che può produrre forti grida in un paesaggio montano roccioso", spiega John Clinton, che dirige il Mars Seismological Service dell'ETH di Zurigo. In confronto, la crosta e il mantello terrestre sono trasparenti alle onde sismiche, proprio come un paesaggio in apertura per le onde sonore. Mentre i sensori sismici sulla Terra "sentono" chiaramente i segnali dei terremoti, i sensori sismici sulla Luna registrano un numero enorme di echi, che portano a una distorsione del segnale. Ciò rende molto difficile determinare l'inizio del segnale.

Anche se la ricerca sui terremoti su Marte è ancora agli inizi, sembra che i terremoti marziani siano una via di mezzo tra i terremoti lunari e i terremoti: Gli scienziati riconoscono i primi segnali sismici del marsismo, ma i segnali successivi mostrano echi più forti di quanto i ricercatori si aspettassero. La durata di un segnale di marsismo può essere di circa 10-20 minuti. I ricercatori stanno ancora cercando di capire se le fratture della crosta marziana siano profonde solo pochi chilometri, come sulla Luna, o se siano più superficiali.

Servizio sismologico di Marte in funzione

Domenico Giardini, professore di sismologia e geodinamica, è responsabile della partecipazione svizzera alla missione Insight. Ha anche fondato il Servizio marziani dell'ETH di Zurigo. Circa due volte al giorno, dieci sismologi analizzano i dati registrati dal SEIS con l'obiettivo di individuare e caratterizzare i terremoti marziani.

Poiché su Marte c'è un solo sismometro, Giardini e il suo team combinano i metodi degli albori della sismologia con le moderne procedure analitiche. In definitiva, i dati sismici non solo aiuteranno i ricercatori a rispondere a domande sulla struttura geologica di Marte, ma anche sulla formazione dei pianeti del sistema solare interno più di quattro miliardi di anni fa.

Cooperazione internazionale

Il Mars Seismological Service, guidato dall'ETH di Zurigo, è una collaborazione di sismologi dell'Istituto di geofisica e del Servizio sismologico svizzero dell'ETH di Zurigo, dell'Istituto di geofisica di Parigi (IP Geophysics Paris) e del Servizio sismologico svizzero dell'ETH di Zurigo.Geofisica di Parigi (IPGP), della scuola di ingegneria francese ISAE di Tolosa, dell'Università di Bristol, dell'Imperial College di Londra, dell'Istituto di geofisica di G?ttingen (MPS) e del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena (JPL).

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