Un modello per l’evoluzione primordiale della crosta di Marte


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La crosta primordiale del pianeta Marte si formò non più tardi di 4,547 miliardi di anni fa. È questa la conclusione di un nuovo studio pubblicato su “Nature” da Laura Bouvier, dell’Università di Copenhagen, e colleghi di una collaborazione internazionale, che hanno analizzato i più antichi materiali provenienti dal Pianeta Rosso di cui è stato possibile determinare una datazione diretta.

La scoperta implica che la formazione della crosta marziana fu un processo estremamente rapido, avvenuto appena 20 milioni di anni dopo la formazione del sistema solare.

La formazione della crosta primordiale stabile è un processo cruciale nell’evoluzione dei pianeti di tipo terrestre. È infatti l’esito finale di una lunga serie di eventi trasformativi che comprendono l’aggregazione del materiale che costituisce il pianeta, la formazione di un oceano di magma, la condensazione di un nucleo e infine la differenziazione dei materiali rocciosi superficiali come i silicati.

La cronologia di questa successione di eventi è scarsamente compresa e difficile da studiare: in complesso, si stima che per arrivare a una crosta primordiale occorrano dai 5 ai 100 milioni di anni.

Marte è un laboratorio unico per studiare l’evoluzione dei pianeti di tipo terrestre. Si tratta infatti di un embrione planetario la cui evoluzione a un certo punto si è arrestata, per cui la sua storia geologica è relativamente semplice. Inoltre, sono disponibili numerosi meteoriti di provenienza marziana e i molti dati ricavati dalle missioni di esplorazione del pianeta.

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Fotografia degli zirconi NWA 7034 analizzati in questo studio sotto luce naturale.

Le meteoriti, in particolare, possono essere estremamente utili per definire una cronologia accurata. In una piccola percentuale, infatti, contengono zirconi, minerali molto resistenti al calore e alla corrosione, che possono essere utilizzati come “orologi geologici” piuttosto precisi, grazie alla possibilità di analizzarli con due sistemi diversi di datazione: il sistema uranio-piombo e il sistema lutezio-afnio.

Inoltre, secondo gli attuali modelli, gli zirconi si sarebbero formati per cristallizzazione di magmi, a loro volta frutto di una rifusione della crosta primordiale, prodotta probabilmente da eventi d’impatto.

Bouvier e colleghi hanno estratto sette zirconi da un campione di meteorite marziana classificato come NWA 7034 e hanno stabilito che si formarono tra 4,476 e 4,429 miliardi di anni fa. Tutti gli zirconi, inoltre, mostrano una composizione isotopica ereditata da una crosta primitiva estratta da un mantello primitivo databile a 4,547 miliardi di anni fa. Ciò implica che la crosta stabile primordiale sopravvisse per almeno 100 milioni di anni prima di essere riplasmata dagli impatti.

Andando a ritroso, non resta dunque molto tempo all’evoluzione precedente del Pianeta Rosso: aggregazione dei materiali originari, formazione del nucleo e cristallizzazione del magma primordiale si completarono nei primi 20 milioni di anni dalla formazione del sistema solare.

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