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La telecamera HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA ha acquisito, il 30 marzo del 2015, questa immagine in primo piano di un cratere da impatto recente, nella regione di Sirenum Fossae su Marte. Ph. Credit: NASA/JPL/University of Arizona; Caption: Alfred McEwen

I meteoriti che cadono sulla Terra non sono solo affascinanti, ma sono estremamente importanti per comprendere molto sull’Universo e sul nostro Sistema Solare. Questi frammenti di roccia infatti provengono da mondi lontani di cui ci forniscono preziose informazioni, come Marte ad esempio, per questo i ricercatori spesso si mettono alla ricerca di questi frammenti di Universo caduti sulla Terra.

 

Una nuova analisi su un pezzo di Marte caduto sulla Terra nel 1815

È questo il caso del meteorite Chassigny, caduto sul nostro Pianeta nel lontano 1815. Questo piccolo pezzo di roccia infatti proviene proprio dal Pianeta Rosso e potrebbe contenere indizi che rivelano dettagli sorprendenti sulla formazione di Marte.

Un team di ricercatori ha infatti eseguito una nuova analisi sul frammento di meteorite marziano. In particolare la nuova ricerca si è concentrata sull’analisi dei gas volatili, come carbonio, ossigeno, idrogeno, azoto e gas nobili, di Marte, e ciò che hanno scoperto pone dei dubbi sui nostri attuali modelli sulla formazione planetaria.

 

Come nascono i pianeti ed i sistemi planetari

Secondo quanto prevedono i modelli attuali, i pianeti nascono dai processi di nascita delle stelle. Le stelle infatti si formano da una nube di polvere e gas quando un denso ammasso di materiale collassa per gravità. Questo ammasso collassato, ruotando molto velocemente, avvolge materiale dalla nube accrescendosi e dando vita alla stella.

Il materiale della nube attirato dalla stella che nasce forma un disco che rotea attorno ad essa. Ed è proprio all’interno di quel disco che la polvere ed il gas iniziano ad aggregarsi in un processo che porta alla nascita di un piccolo pianeta.

Sino ad ora abbiamo osservato diversi sistemi planetari formarsi in questo modo, e le prove nel nostro Sistema Solare suggeriscono che lo stesso sia avvenuto anche per lui circa 4,6 miliardi di anni fa. Ma come e quando alcuni elementi sono stati incorporati nei pianeti è qualcosa che ancora non abbiamo ben chiaro.

 

I gas volatili dentro un pianeta e nella sua atmosfera

Secondo i modelli attuali, i gas volatili vengono assorbiti da un pianeta fuso che si forma dalla nebulosa stellare. Poiché il pianeta è così caldo e pastoso in questa fase, queste sostanze volatili vengono inghiottite nell’oceano di magma che è il pianeta in formazione, prima di essere parzialmente degassate nell’atmosfera mentre il mantello si raffredda.

Nell’atmosfera del pianeta invece, vengono rilasciati dai meteoriti i gas più volatili. I gas volatili legati a meteoriti carboniosi (chiamati condriti) vengono rilasciati quando questi meteoriti si rompono nell’impatto col pianeta e nell’attrito con l’atmosfera.

Secondo questo schema dunque, l’interno di un pianeta dovrebbe riflettere la composizione della nebulosa stellare, mentre la sua atmosfera dovrebbe rispecchiare principalmente il contributo volatile dei meteoriti.

Per distinguere le diverse fonti di gas nobili, tra meteoriti e nube di formazione, i ricercatori analizzano i rapporti degli isotopi dei gas nobili, in particolare il kripton. E dato che Marte si è formato e solidificato in circa 4 milioni di anni, quindi molto più velocemente rispetto alla Terra, che ha impiegato 100 milioni di anni, è un pianeta ideale per studiare quelle primissime fasi del processo di formazione planetaria.

 

Su Marte le cose potrebbero essere andate diversamente

Ed è in questo frangente che entra in gioco il meteorite Chaassigny che ci permette di avere accesso proprio alle informazioni necessarie per analizzare i rapporti degli isotopi di kripton di Marte. se possiamo accedere alle informazioni di cui abbiamo bisogno, ed è qui che è un dono dello spazio.

Analizzando la composizione di gas nobile del meteorite, i ricercatori hanno notato che essa differisce da quella di Marte. Questo dovrebbe significare che il pezzo di roccia precipitato sulla Terra, si è staccato dal mantello del Pianeta Rosso e quindi la sua composizione dovrebbe rispecchiate quella della nebulosa solare.

La geochimica Sandrine Péron, dell’ETH di Zurigo, ed il collega geochimico Sujoy Mukhopadhyay dell’UC Davis, hanno impiegato una nuova tecnica utilizzando il laboratorio del gas nobile dell’UC Davis per eseguire una nuova e precisa misurazione del krypton nel meteorite Chassigny.

Ed è proprio questa loro analisi ad aver rivelato qualcosa di decisamente insolito ed inaspettato: i rapporti isotopici del kripton nel meteorite sono più vicini ai gas condritici, ovvero quelli arrivati insieme ai meteoriti. Questo significa che i gas volatili rilasciati nell’atmosfera di Marte sono in qualche modo finiti al suo interno, nel mantello da cui proviene il meteorite Chassigny.

Come affermano dunque i ricercatori, il kripton potrebbe essere arrivato su Marte attraverso i bombardamenti meteoritici prima che la nebulosa fosse dissipata dalla radiazione solare. Un’eventualità che potrebbe creare un nuovo ordine degli eventi per la formazione di Marte. Il pianeta avrebbe infatti acquisito un’atmosfera dalla nebulosa solare dopo che il suo oceano di magma globale si era già raffreddato.

Come afferma dunque Mukhopadhyay, “sebbene il nostro studio indichi chiaramente i gas condritici nell’interno di Marte, solleva anche alcune domande interessanti sull’origine e la composizione dell’atmosfera primordiale di Marte“.

Ph. Credit: NASA/JPL/University of Arizona; Caption: Alfred McEwen