Marte ha una struttura interna diversificata. La missione InSight della NASA ha rivelato tantissime informazioni a riguardo attraverso i dati sismici raccolti. Ma molti indizi arrivano anche dai meteoriti marziani trovati sulla Terra che, finora, rappresentano gli unici campioni che abbiamo provenienti dal pianeta. Ne sono stati raccolti diversi esemplari in Antartide e in Africa e Day e il suo team hanno resocontato le analisi chimiche sulla loro composizione in uno studio pubblicato sulla rivista Science Advances.
"I meteoriti marziani sono l'unico materiale fisico che abbiamo a disposizione da Marte", ha detto Day. "Ci consentono di effettuare misurazioni precise e accurate e quindi di quantificare i processi che si sono verificati all'interno di Marte e vicino alla superficie marziana. Forniscono informazioni dirette sulla composizione di Marte che possono aiutare la scienza delle missioni, come le operazioni in corso del rover Perseverance".
Cristallizzazione frazionata su Marte
Circa 11 milioni di anni fa, un grande impatto meteorico su Marte distrusse parti del pianeta e scagliò le rocce nello spazio. Alcune di queste atterrarono sulla Terra sotto forma di meteoriti, il primo dei quali fu scoperto nel 1815 a Chassigny, in Francia e poi nel 1905 a Nakhla, in Egitto. Da allora, altri meteoriti simili sono stati scoperti in altre località, tra cui la Mauritania e l’Antartide.
Il team ha analizzato due tipi di meteoriti chiave: nakhlite e chassignite.
Le nakhliti sono basaltiche, simili alle lave che eruttano oggi in Islanda e Hawaii ma sono ricche di un minerale chiamato clinopirosseno. Le chassigniti sono costituite quasi esclusivamente da olivina. Sulla Terra, i basalti sono un componente principale della crosta del pianeta, soprattutto sotto gli oceani, mentre le olivine abbondano nel suo mantello. Lo stesso vale su Marte.
Il team ha dimostrato che queste rocce sono legate tra loro attraverso un processo noto come cristallizzazione frazionata avvenuto all'interno del vulcano in cui si sono formate. Si tratta di un processo geochimico e fisico che si verifica quando in un fuso silicatico i cristalli che si segregano vengono separati dal liquido. Utilizzando la composizione di queste rocce, i ricercatori hanno anche mostrato che alcune Nakhliti, allora fuse, incorporavano porzioni di crosta vicino alla superficie che, a sua volta, interagiva con l'atmosfera di Marte.
"Determinando che Nakhliti e Chassigniti provengono dallo stesso sistema vulcanico e che hanno interagito con la crosta marziana alterata dalle interazioni atmosferiche, possiamo identificare un nuovo tipo di roccia su Marte", ha affermato Day. "Con la collezione esistente di meteoriti marziani, tutti di origine vulcanica, siamo in grado di comprendere meglio la struttura interna di Marte".
Una finestra sul passato
I meteoriti rivelano una crosta superiore di Marte alterata dall'atmosfera, una crosta più profonda e complessa e un mantello in cui pennacchi provenienti dalle profondità del pianeta sono penetrati fino alla base della crosta; mentre l'interno di Marte, formatosi all'inizio della sua evoluzione, formava e alimentava diversi tipi di vulcani.
"Ciò che è notevole è che il vulcanismo di Marte presenta incredibili somiglianze, ma anche differenze, con quello della Terra", ha affermato Day. "Da un lato, nakhliti e chassigniti si sono formati in modo simile al recente vulcanismo in luoghi come Oahu nelle Hawaii. Lì, i vulcani appena formati premono sul mantello generando forze tettoniche che producono ulteriore vulcanismo".
"D'altra parte, i serbatoi su Marte sono estremamente antichi e si sono separati l'uno dall'altro poco dopo la formazione del pianeta. Sulla Terra, la tettonica a placche ha contribuito a rimescolare nuovamente i serbatoi nel corso del tempo. In questo senso, Marte fornisce un importante collegamento tra come poteva apparire la Terra primordiale rispetto a come appare oggi".