Secondo un nuovo studio, pubblicato sul numero del 26 maggio della rivista Nature, il pianeta Marte si sarebbe sviluppato molto velocemente, dai due ai quattro milioni di anni dopo la nascita del Sistema Solare.
La rapida formazione del Pianeta Rosso aiuterebbe quindi a spiegare il perché delle sue ridotte dimensioni, secondo lo studio dei co-autori, Nicolas Dauphas presso l'Università di Chicago e Ali Pourmand presso l'Università di Miami (UM) Rosenstiel School of Marine & Atmospheric.
"Marte probabilmente non è un pianeta come la Terra, cresciuto alla sua dimensione più completa in 5-10 milioni anni attraverso collisioni con altri corpi minori del Sistema Solare" ha detto Dauphas, un professore associato in scienze geofisiche.
"La Terra si è formata da embrioni come Marte, ma Marte è un embrione planetario che non è mai entrato in collisione con altri embrioni per dar vita un pianeta simile alla Terra", ha detto Dauphas.
Il nuovo lavoro fornisce prove a sostegno di questa idea, che è stata proposta circa 20 anni fa sulla base di simulazioni della crescita planetaria.
"Le nuove prove probabilmente cambieranno il modo in cui gli scienziati planetari guarderanno alla storia di Marte", ha osservato Pourmand, assistente professore di geologia marina e geofisica al Rosenstiel UM School. "Riteniamo che non ci sono embrioni nel Sistema Solare da studiare, ma quando si studia Marte, ne abbiamo uno da cui hanno avuto orogine pianeti come la Terra".
C'erano state grandi incertezze nel capire la storia della formazione di Marte a causa della composizione sconosciuta del suo mantello, lo strato di roccia che è alla base della crosta. "Ora possiamo ridurre tali incertezze, fino al punto in cui possiamo rendere le ipotesi scienza", ha detto Dauphas.
Dauphas e Pourmand sono stati in grado di perfezionare l'età di Marte utilizzando il decadimento radioattivo dell'afnio di tungsteno nei meteoriti, come se fosse un cronometro.
Questo processo di decadimento relativamente rapido significa che quasi tutto l'afnio 182 scompare in 50 milioni di anni, fornendo un modo per assemblare una cronologia degli eventi dall'inizio del Sitema Solare.
"Per applicare questo sistema servirebbero due ingredienti," ha detto Pourmand: "È necessario il rapporto afnio-tungsteno del mantello di Marte e la composizione isotopica del tungsteno del mantello di Marte". Quest'ultimo era ben noto dalle analisi dei meteoriti marziani, ma non la prima.
Le stime precedenti sulla formazione di Marte parlavano al massimo di 15 milioni di anni perché la composizione chimica del mantello marziano era in gran parte sconosciuta. Gli scienziati hanno ancora grandi incertezze nel comprendere la composizione del mantello terrestre a causa della composizione che altera i processi, come la fusione.
"Abbiamo lo stesso problema per Marte", ha detto Dauphas. L'analisi dei meteoriti marziani fornisce indizi utili per la composizione del mantello di Marte, ma anche le loro composizioni sono cambiate.
Risolvere alcune incognite persistenti riguardo alla composizione dei condriti, un tipo comune di meteoriti, ha fornito i dati di cui avevano bisogno. Essendo detriti inalterati fin dalla nascita del Sistema Solare, i meteoriti condriti fungono da stele di Rosetta per dedurre la composizione chimica planetaria.
I chimici hanno intensamente studiato i condriti, ma hanno ancora scarsamente compreso la presenza abbondante di due categorie di elementi che contenevano, tra cui l'uranio, il torio, il lutezio e l'afnio.
Dauphas e Pourmand hanno quindi analizzato le abbondanze di questi elementi in più di 30 condriti e quelli rispetto alle composizioni di altri 20 meteoriti marziane.
"Una volta compresa la composizione delle condriti si possono affrontare molte altre questioni", ha detto Dauphas, tra cui un perfezionamento dell'età della Via Lattea, come pubblicato in uno studio nel 2005.
L'Afnio e il torio sono entrambi elementi refrattari o non-volatili, nel senso che le loro composizioni rimangono relativamente costanti nei meteoriti.
Essi sono anche elementi litofili, quelli che sarebbero rimasti nel mantello quando il nucleo di Marte si formó. Così, se gli scienziati potessero misurare il rapporto afnio-torio del mantello marziano, avrebbero il rapporto per tutto il pianeta, necessario per ricostruire la sua storia di formazione.
I rapporti tra l'afnio, il torio e il tungsteno deve essere simile allo stesso rapporto nei condriti. Per ricavare il rapporto dell'afnio-torio del mantello marziano, si divise il rapporto torio-tungsteno delle meteoriti marziane dal rapporto torio-afnio delle condriti.
"Ció è avvenuto perché il torio e il tungsteno hanno un comportamento chimico molto simile", ha detto Dauphas.
Una volta che Dauphas e Pourmand hanno determinato questo rapporto, sono stati in grado di calcolare il tempo impiegato da Marte per svilupparsi.
Da una simulazione al computer sulla base di questi dati è emerso che Marte deve aver raggiunto metà della sua dimensione attuale solo in due milioni di anni dopo la formazione del Sistema Solare.
Una tale rapida formazione aiuta a spiegare le sconceetanti somiglianze nel contenuto xeno della sua atmosfera e quella della Terra.
"Forse è solo una coincidenza, ma forse la soluzione è che quella parte dell'atmosfera terrestre è stata ereditata da una precedente generazione di embrioni che avevano le loro atmosfere proprie, magari un ambiente come Marte", ha detto Dauphas.
La breve storia della formazione di Marte solleva ulteriormente la possibilità che l'alluminio 26, presente nei meteoriti, abbia trasformato il pianeta in un oceano di magma molto rapidamente nella sua storia. L'alluminio 26 ha una emivita di 700.000 anni, quindi sarebbe sparito troppo in fretta per contribuire al calore interno della Terra.
Se Marte si è formato in due milioni di anni, tuttavia, rimarrebbero notevoli quantità di alluminio 26.
"Quando questo alluminio 26 decade in alluminio, cede calore e può sciogliere completamente il pianeta", ha detto Pourmand.
Traduzione a cura di Arthur McPaul
La rapida formazione del Pianeta Rosso aiuterebbe quindi a spiegare il perché delle sue ridotte dimensioni, secondo lo studio dei co-autori, Nicolas Dauphas presso l'Università di Chicago e Ali Pourmand presso l'Università di Miami (UM) Rosenstiel School of Marine & Atmospheric.
"Marte probabilmente non è un pianeta come la Terra, cresciuto alla sua dimensione più completa in 5-10 milioni anni attraverso collisioni con altri corpi minori del Sistema Solare" ha detto Dauphas, un professore associato in scienze geofisiche.
"La Terra si è formata da embrioni come Marte, ma Marte è un embrione planetario che non è mai entrato in collisione con altri embrioni per dar vita un pianeta simile alla Terra", ha detto Dauphas.
Il nuovo lavoro fornisce prove a sostegno di questa idea, che è stata proposta circa 20 anni fa sulla base di simulazioni della crescita planetaria.
"Le nuove prove probabilmente cambieranno il modo in cui gli scienziati planetari guarderanno alla storia di Marte", ha osservato Pourmand, assistente professore di geologia marina e geofisica al Rosenstiel UM School. "Riteniamo che non ci sono embrioni nel Sistema Solare da studiare, ma quando si studia Marte, ne abbiamo uno da cui hanno avuto orogine pianeti come la Terra".
C'erano state grandi incertezze nel capire la storia della formazione di Marte a causa della composizione sconosciuta del suo mantello, lo strato di roccia che è alla base della crosta. "Ora possiamo ridurre tali incertezze, fino al punto in cui possiamo rendere le ipotesi scienza", ha detto Dauphas.
Dauphas e Pourmand sono stati in grado di perfezionare l'età di Marte utilizzando il decadimento radioattivo dell'afnio di tungsteno nei meteoriti, come se fosse un cronometro.
Questo processo di decadimento relativamente rapido significa che quasi tutto l'afnio 182 scompare in 50 milioni di anni, fornendo un modo per assemblare una cronologia degli eventi dall'inizio del Sitema Solare.
"Per applicare questo sistema servirebbero due ingredienti," ha detto Pourmand: "È necessario il rapporto afnio-tungsteno del mantello di Marte e la composizione isotopica del tungsteno del mantello di Marte". Quest'ultimo era ben noto dalle analisi dei meteoriti marziani, ma non la prima.
Le stime precedenti sulla formazione di Marte parlavano al massimo di 15 milioni di anni perché la composizione chimica del mantello marziano era in gran parte sconosciuta. Gli scienziati hanno ancora grandi incertezze nel comprendere la composizione del mantello terrestre a causa della composizione che altera i processi, come la fusione.
"Abbiamo lo stesso problema per Marte", ha detto Dauphas. L'analisi dei meteoriti marziani fornisce indizi utili per la composizione del mantello di Marte, ma anche le loro composizioni sono cambiate.
Risolvere alcune incognite persistenti riguardo alla composizione dei condriti, un tipo comune di meteoriti, ha fornito i dati di cui avevano bisogno. Essendo detriti inalterati fin dalla nascita del Sistema Solare, i meteoriti condriti fungono da stele di Rosetta per dedurre la composizione chimica planetaria.
I chimici hanno intensamente studiato i condriti, ma hanno ancora scarsamente compreso la presenza abbondante di due categorie di elementi che contenevano, tra cui l'uranio, il torio, il lutezio e l'afnio.
Dauphas e Pourmand hanno quindi analizzato le abbondanze di questi elementi in più di 30 condriti e quelli rispetto alle composizioni di altri 20 meteoriti marziane.
"Una volta compresa la composizione delle condriti si possono affrontare molte altre questioni", ha detto Dauphas, tra cui un perfezionamento dell'età della Via Lattea, come pubblicato in uno studio nel 2005.
L'Afnio e il torio sono entrambi elementi refrattari o non-volatili, nel senso che le loro composizioni rimangono relativamente costanti nei meteoriti.
Essi sono anche elementi litofili, quelli che sarebbero rimasti nel mantello quando il nucleo di Marte si formó. Così, se gli scienziati potessero misurare il rapporto afnio-torio del mantello marziano, avrebbero il rapporto per tutto il pianeta, necessario per ricostruire la sua storia di formazione.
I rapporti tra l'afnio, il torio e il tungsteno deve essere simile allo stesso rapporto nei condriti. Per ricavare il rapporto dell'afnio-torio del mantello marziano, si divise il rapporto torio-tungsteno delle meteoriti marziane dal rapporto torio-afnio delle condriti.
"Ció è avvenuto perché il torio e il tungsteno hanno un comportamento chimico molto simile", ha detto Dauphas.
Una volta che Dauphas e Pourmand hanno determinato questo rapporto, sono stati in grado di calcolare il tempo impiegato da Marte per svilupparsi.
Da una simulazione al computer sulla base di questi dati è emerso che Marte deve aver raggiunto metà della sua dimensione attuale solo in due milioni di anni dopo la formazione del Sistema Solare.
Una tale rapida formazione aiuta a spiegare le sconceetanti somiglianze nel contenuto xeno della sua atmosfera e quella della Terra.
"Forse è solo una coincidenza, ma forse la soluzione è che quella parte dell'atmosfera terrestre è stata ereditata da una precedente generazione di embrioni che avevano le loro atmosfere proprie, magari un ambiente come Marte", ha detto Dauphas.
La breve storia della formazione di Marte solleva ulteriormente la possibilità che l'alluminio 26, presente nei meteoriti, abbia trasformato il pianeta in un oceano di magma molto rapidamente nella sua storia. L'alluminio 26 ha una emivita di 700.000 anni, quindi sarebbe sparito troppo in fretta per contribuire al calore interno della Terra.
Se Marte si è formato in due milioni di anni, tuttavia, rimarrebbero notevoli quantità di alluminio 26.
"Quando questo alluminio 26 decade in alluminio, cede calore e può sciogliere completamente il pianeta", ha detto Pourmand.
Traduzione a cura di Arthur McPaul
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