Ricostruzione artistica del satellite MAVEN. Credit: NASA

Introduzione

Marte aveva un campo magnetico molto prima – e molto più tardi – di quanto gli scienziati abbiano precedentemente saputo.

Le nuove scoperte dei ricercatori dell’UBC, che lavorano con colleghi negli Stati Uniti e in Francia, pubblicate su Science Advances, ci avvicinano alla conoscenza precisa dei tempi e della durata della dinamo di Marte.

La dinamo dei pianeti

Il campo magnetico globale di un pianeta deriva da quella che gli scienziati chiamano una dinamo: un flusso di metallo fuso all’interno del nucleo del pianeta che produce una corrente elettrica. Sulla Terra, la dinamo è ciò che fa puntare gli aghi della bussola verso nord. Ma la dinamo di Marte si è estinta da miliardi di anni.

Anna Mittelholz

Abbiamo scoperto che la dinamo marziana era attiva trai 4,5 miliardi e 3,7 miliardi di anni fa. Il tempismo della dinamo è una parte importante dell’evoluzione di un pianeta e ciò che troviamo è molto diverso da quello che abbiamo pensato finora“, ha detto Anna Mittelholz, postdottorato nel dipartimento di scienze della terra, dell’oceano e dell’atmosfera della UBC, e primo autorrice dello studio. “La dinamo ci dice qualcosa sulla storia termica del pianeta, sulla sua evoluzione e sul come è arrivata sin ad oggi, ed è unica per ciascuno dei pianeti terrestri: Terra, Marte, Venere e Mercurio”.

Indizi: rocce magnetizzate

Indizi sulla storia magnetica di un pianeta si trovano nelle rocce magnetizzate sopra e sotto la sua superficie. La roccia è come un registratore, in particolare lo sono le rocce vulcaniche. Iniziano come lava, ma mentre si raffreddano e si solidificano in presenza di un campo magnetico, i minerali all’interno delle rocce si allineano con il campo magnetico globale. Datando queste rocce, gli scienziati possono stimare se una dinamo era attiva al momento della collocazione storica della roccia esaminata.

Il magnetismo in alcune rocce sulla superficie di Marte indica che la dinamo marziana era attiva tra 4,3 e 4,2 miliardi di anni fa, ma l’assenza di magnetismo su tre grandi bacini che si sono formati 3,9 miliardi di anni fa ha portato la maggior parte degli scienziati a credere che la dinamo fosse inattiva da quel tempo.

Lucus Planum flusso di lava. Credits: NASA

L’analisi dei dati e possibili spiegazioni

I ricercatori dell’UBC hanno analizzato i nuovi dati satellitari e hanno trovato chiare prove di un campo magnetico proveniente dal flusso di lava della zona del Lucus Planum che si è formato meno di 3,7 miliardi di anni fa, molto più tardi dei bacini di cui sopra.

I ricercatori hanno anche rilevato campi magnetici a bassa intensità sopra il bacino Boreale nell’emisfero settentrionale del pianeta, che si è formato 4,5 miliardi di anni fa e si ritiene che sia una delle caratteristiche più antiche su Marte.

Catherine Johnson

“Abbiamo queste due osservazioni che indicano una dinamo attiva nella fase più antica della storia di Marte e una dinamo che era presente mezzo miliardo di anni dopo rispetto a quando molte persone pensavano che fosse già spenta”, ha detto Catherine Johnson, professoressa nel dipartimento di scienze della terra, dell’oceano e dell’atmosfera e scienziata senior presso il Planetary Science Institute di Tucson, in Arizona, che ha anche contribuito allo studio.

I ricercatori offrono due possibili spiegazioni per l’assenza di campi magnetici sopra i bacini: la dinamo potrebbe essersi fermata prima che i bacini si formassero e quindi ricominciare prima che si formasse il Lucus Planum, ovvero gli impatti che hanno creato i bacini hanno semplicemente spostato la porzione di crosta contenente minerali che può portare un forte magnetismo.

Strumenti per la raccolta dei dati

I nuovi dati per questo studio provengono da MAVEN, il satellite Mars Atmosphere e Volatile Evolution. Dati precedenti sul magnetismo su Marte erano stati raccolti dal satellite Mars Global Surveyor che orbitava attorno al pianeta tra il 1999 e il 2006, principalmente a 400 chilometri sopra la superficie. MAVEN, lanciato nel 2013, opera a circa 135 chilometri dalla superficie e rileva segnali più deboli che MGS non è stato in grado di rilevare.

La capacità di MAVEN di captare segnali da caratteristiche più piccole sulla e vicino alla superficie aiuta i ricercatori a distinguere se il magnetismo proviene da quelle o da rocce più vecchie sepolte più profondamente nella crosta del pianeta.

Queste nuove intuizioni fanno sì che i ricercatori si chiedano cosa potrebbe rivelarsi se si avvicinassero ancora di più. Mittelholz ha osservato che questo studio si è concentrato su due caratteristiche particolari, ma i crateri rimangono su Marte con storie da raccontare. In futuro, l’esplorazione potrebbe passare da satelliti a droni o palloncini, fornendo dati ancora più dettagliati.

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