La Terra e Venere sono pianeti rocciosi di dimensioni e chimica molto simili, anche in termini di contenuto di elementi radioattivi e quindi di generazione di calore in profondità; di conseguenza, entrambi dovrebbero dissipare il loro calore interno verso lo spazio con velocità simili. Il modo in cui la Terra perde il suo calore è ben noto, ma il trasporto del flusso di calore di Venere è rimasto a lungo un mistero. Adesso, un recente studio che utilizza dati vecchi di tre decenni dalla missione Magellan della NASA ha individuato le regioni sottili della crosta venusiana che possono fornire una risposta sul modo in cui Venere si sta raffreddando, .

 Il nostro pianeta ha un nucleo caldo che riscalda il mantello circostante, il quale trasporta quel calore fino al rigido strato roccioso esterno della Terra, la litosfera. Il calore viene quindi disperso nello spazio, raffreddando la regione più alta del mantello. Questa convezione del mantello guida i processi tettonici sulla superficie, mantenendo in movimento un mosaico di placche mobili. Venere non ha placche tettoniche, quindi non è ovvio come il pianeta possa disperdere il suo calore e quali processi modellano la sua superficie.

 Lo studio affronta il mistero utilizzando le osservazioni radar fatte da Magellan nei primi anni '90 su caratteristiche geologiche quasi circolari, chiamate Corone. Rendendo visibili nuovi dettagli nelle immagini di Magellan, i ricercatori hanno concluso che le corone tendono a trovarsi dove la litosfera del pianeta è più sottile e attiva.

Questa immagine radar composita di Quetzalpetlatl Corona è stata creata sovrapponendo i dati di circa 70 orbite della missione Magellan della NASA a un'immagine ottenuta dal radiotelescopio dell'Osservatorio di Arecibo a Porto Rico. Il bordo della corona indica una possibile attività tettonica. - Crediti: NASA/JPL/Caltech - Processing: Marco Di Lorenzo

 "Per lungo tempo siamo stati bloccati nell'idea che la litosfera di Venere fosse stagnante e densa, ma ora la nostra visione si sta evolvendo", ha affermato Suzanne Smrekar, ricercatrice senior presso il JPL e leader dello studio. Proprio come un sottile lenzuolo rilascia più calore corporeo di una spessa trapunta, una sottile litosfera favorisce la dispersione di calore dall'interno del pianeta attraverso pennacchi galleggianti di roccia fusa che salgono verso lo strato esterno. In genere, dove c'è un maggiore flusso di calore, c'è una maggiore attività vulcanica sotto la superficie. Quindi le corone probabilmente rivelano luoghi in cui la geologia attiva sta modellando la superficie di Venere oggi.

 I ricercatori si sono concentrati su 65 corone precedentemente non studiate che si estendono fino a poche centinaia di chilometri di diametro. Per calcolare lo spessore della litosfera che le circonda, hanno misurato la profondità dei crepacci e delle creste attorno a ciascuna corona. Quello che hanno scoperto è che le creste sono più ravvicinate nelle aree in cui la litosfera è più flessibile o elastica. Applicando un modello computerizzato di come si piega una litosfera elastica, hanno determinato che la litosfera attorno a ciascuna corona è spessa 11±7 chilometri, molto più sottile di quanto suggerito da studi precedenti. Queste regioni hanno, in media, un flusso di calore stimato di 101 ± 88  kW / km², superiore alla media terrestre, suggerendo che le corone siano geologicamente attive.

 "Sebbene Venere non abbia una tettonica simile alla Terra, queste regioni di litosfera sottile sembrano consentire la fuoriuscita di quantità significative di calore, simili alle aree in cui si formano nuove placche tettoniche sul fondo marino terrestre", ha affermato Smrekar.

Questa immagine radar della missione Magellan della NASA mostra modelli di fratture circolari che circondano la corona "Aine", situata nell'emisfero meridionale di Venere. La corona è larga circa 200 chilometri e mostra varie caratteristiche che possono essere associate all'attività vulcanica. - Crediti: NASA/JPL-Caltech - Processing: Marco Di Lorenzo

Una finestra sul passato della Terra

 In genere, per calcolare quanti anni ha il materiale della superficie di un corpo celeste, gli scienziati planetari contano il numero di crateri da impatto visibili. Nel caso di un pianeta tettonicamente attivo come la Terra, i crateri da impatto vengono cancellati dall'erosione atmosferica e dalle colate laviche oppure vengono ingoiati dalla subduzione delle placche continentali. Se Venere mancasse di attività tettonica e vulcanica, dovrebbe essere ricoperta da vecchi crateri meteorici, ma data la loro scarsità, gli scienziati stimano che la sua superficie sia relativamente giovane.

 La nuova ricerca supporta l'idea che l'aspetto giovanile della superficie di Venere sia legato all'attività vulcanica, che sospinge la riemersione di alcune regioni, con un flusso di calore più elevato nelle regioni della corona, uno stato a cui la litosfera terrestre potrebbe aver assomigliato in passato. “La cosa interessante è che Venere fornisce una finestra sul passato per aiutarci a capire meglio come poteva apparire la Terra oltre 2,5 miliardi di anni fa. Si tratta di una condizione che dovrebbe verificarsi prima che un pianeta sviluppi placche tettoniche", ha affermato Smrekar, che è anche il principale investigatore della prossima missione della NASA VERITAS (Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy). .

 VERITAS riprenderà da dove Magellan si era interrotto, migliorando quei dati a bassa risoluzione e con ampi margini di errore. Mirando al lancio entro un decennio, la missione utilizzerà un radar ad apertura sintetica SAR all'avanguardia, per creare mappe globali 3D, e uno spettrometro nel vicino infrarosso per capire di cosa è fatta la superficie. VERITAS misurerà anche il campo gravitazionale del pianeta per determinare la struttura interna di Venere. Questa indagine dovrebbe colmare le nostre lacune sulla storia dei processi geologici passati e presenti del pianeta.

 “VERITAS sarà un geologo orbitante, in grado di individuare dove si trovano queste aree attive e discriminare meglio le variazioni locali nello spessore litosferico. Saremo persino in grado di immortalare la litosfera nell'atto di deformarsi”, ha affermato Smrekar. "Determineremo se il vulcanismo sta davvero rendendo la litosfera abbastanza 'soffice' da perdere tanto calore quanto la Terra, o se Venere ha in serbo altri misteri".