Scoperto il nucleo solido di Marte, una sfera di 1.200 chilometri di diametro

I dati raccolti da una sonda statunitense, cessata l'attività tre anni fa, hanno appena rivelato l'esistenza di una sfera metallica di 1.200 chilometri di diametro nelle viscere di Marte. Secondo i suoi scopritori, si tratterebbe del nucleo solido del pianeta, una scoperta che contraddice quanto si sapeva in precedenza sul pianeta vicino alla Terra. L'ipotesi si aggiunge al mistero del perché Marte , un tempo un pianeta blu con oceani, fiumi e possibili forme di vita, si sia improvvisamente trasformato in un deserto dove le radiazioni avrebbero annientato qualsiasi creatura sulla sua superficie.

La sonda americana InSight ha l'onore di aver trasportato il primo sismometro su un altro pianeta. Questa missione della NASA ha iniziato le operazioni nel 2018, catturando le scosse del suolo, note come tsunami. Nel 2022, dopo aver registrato oltre 1.000 terremoti, la polvere sollevata dalle frequenti tempeste di sabbia ha reso inutilizzabili i suoi pannelli solari e ha posto fine alla vita della sonda, che tuttavia è riuscita a far luce per la prima volta sulla struttura interna del pianeta.

Secondo i dati di Insight, sebbene Marte sia un pianeta roccioso come la Terra, differisce da quest'ultima in quanto non ha un nucleo solido, bensì uno liquido composto principalmente da ferro fuso. Ma questo mercoledì, un team di scienziati provenienti da Cina e Stati Uniti ha presentato un'analisi di 23 terremoti registrati dalla sonda sul Pianeta Rosso. I ricercatori si sono concentrati su questo gruppo di scosse perché alcune delle loro onde hanno attraversato il pianeta da un lato all'altro, mentre altre sono rimbalzate indietro a circa metà percorso.

Nel 1936, una donna danese di nome Inge Lehmann aveva utilizzato i segnali di un terremoto simile che aveva colpito la Nuova Zelanda per dimostrare che la Terra ha un nucleo interno solido. Gli scienziati odierni hanno seguito un metodo quasi identico per studiare l'arrivo di diverse onde sismiche. I loro risultati suggeriscono che il nucleo interno di Marte è costituito da materiale solido e ha un diametro di circa 1.200 chilometri. I risultati sono stati pubblicati questo mercoledì su Nature , la principale rivista scientifica mondiale.

Cinque dei sei autori dello studio lavorano presso istituzioni scientifiche in Cina. Il sesto è un ricercatore americano. Nessuno di loro fa parte del team di riferimento scientifico della missione Insight. Col tempo, i dati di queste missioni sono diventati disponibili all'intera comunità scientifica e sono stati i primi a pensare di analizzare questi terremoti marziani.

Il nuovo diagramma trasversale di Marte, con crosta esterna, mantello, nucleo liquido e nucleo solido, è sorprendentemente simile a quello della Terra. In effetti, lo spessore di questi strati è proporzionalmente quasi identico , il che aggiunge mistero alle ragioni per cui questi due pianeti rocciosi siano così diversi.

Finora si pensava che Marte avesse cessato di essere un pianeta abitabile proprio a causa del suo nucleo. Gli scienziati pensavano che, come sulla Terra, il nucleo marziano funzionasse come una dinamo, generando un campo magnetico che, tra le altre cose, proteggeva la superficie dall'intensa radiazione solare. Per ragioni sconosciute, circa 5 miliardi di anni fa questo motore si spense, l'atmosfera esterna scomparve e il pianeta perse le sue immense riserve d'acqua, trasformandosi nel deserto ghiacciato che è oggi. Se mai la vita fosse esistita sulla superficie di Marte, probabilmente sarebbe scomparsa per sempre. L'unica possibilità rimasta di vita sarebbe lontana dall'intensa radiazione esterna, nel sottosuolo del pianeta.

Le conclusioni degli scienziati cinesi e americani non convincono gli altri esperti.Simon Stähler , geofisico presso l'Istituto Federale Svizzero di Tecnologia e collaboratore scientifico della missione Insight, afferma: "I dati non mi convincono del tutto, ma è vero che hanno preso in considerazione tutti i possibili fattori di confondimento e i risultati sono validi". "Direi che c'è una probabilità del 30% che ciò sia vero, il che equivale più o meno all'esistenza di un nucleo solido sulla Luna [qualcosa che la comunità scientifica dà quasi per scontato]", aggiunge.

Il nuovo studio evidenzia ancora una volta la complessità dello studio dell'interno dei pianeti, dove i materiali sono sottoposti a pressioni enormi e temperature estremamente elevate. Stähler sottolinea che i dati di laboratorio sul comportamento del ferro, l'elemento che costituirebbe la maggior parte del nucleo interno di Marte, mostrano che la temperatura è troppo elevata per impedirne la fusione. Tuttavia, riconosce: "I dati accumulati in laboratorio sulla Terra non rappresentano esattamente le condizioni reali del nucleo marziano, quindi questi nuovi dati potrebbero mostrarci aspetti del comportamento dei materiali che ancora non comprendiamo", sottolinea.

Gli autori dello studio sostengono che un nucleo solido sia possibile perché contiene non solo ferro, ma anche elementi più leggeri come l'ossigeno. Nel loro studio, calcolano che la parte più interna del pianeta si trovi a circa 1.700 gradi. Considerando che lo strato più esterno è liquido e contiene zolfo, ossigeno, carbonio e idrogeno, l'esistenza di un nucleo solido è l'opzione più probabile, sostengono.

Antonio Molina , geologo planetario del Centro di Astrobiologia di Madrid, accoglie con favore i nuovi risultati, che trova "molto interessanti", spiega. "Questa scoperta implica che Marte sia più simile alla Terra di quanto si pensasse in precedenza. Gli autori propongono che il nucleo interno solido possa comprendere lo 0,18% del raggio totale del pianeta, mentre sulla Terra è lo 0,19%. Una possibile interpretazione è che Marte sia più vecchio di quanto pensassimo e abbia già iniziato il processo di cristallizzazione del suo interno. Ma questo stesso processo di continua attività produce un'attività interna che potrebbe implicare che Marte sia più vivo. In ogni caso, è un ulteriore passo avanti nella comprensione di come sono fatti i corpi planetari e come si evolvono", aggiunge.

La grande domanda è: se Marte e la Terra hanno una struttura così simile, perché sono così diversi allo stesso tempo? Il geologo Nicholas Schmerr , anche lui scienziato di Insight, offre una possibile spiegazione. "I campi magnetici dei pianeti sono prodotti dalla rotazione, dal trasferimento di calore dal nucleo agli strati esterni e dalle differenze nella composizione del nucleo interno", scrive in un commento allo studio originale. "L'esistenza di un nucleo interno solido su Marte e il fatto che non ci sia campo magnetico suggeriscono che il meccanismo di cristallizzazione [la transizione dallo stato liquido a quello solido] sia molto lento, il che impedisce di generare quel campo magnetico. La questione è tutt'altro che chiara", sottolinea.

Qualcosa di molto simile è già accaduto sulla Terra. La proposizione originale, e corretta, del matematico danese Lehmann nel 1936 non fu confermata fino al 1970, quando sismometri più precisi furono installati in tutto il pianeta.