I pianeti del sistema solare - Marte - Mars

di Vittorio Sossi

inserita il 30-05-2005

Considerazioni generali

Ormai le diverse missioni che si sono avvicendate su Marte hanno contribuito a decifrarne la morfologia superficiale. Tanto che sono state elaborate mappe molto dettagliate che riportano i rilievi e le depressioni con un elevato grado di definizione. Molto ancora resta da fare. Gli ultimi rilevamenti di Mars Express sono stati ricchi di nuove e inaspettate sorprese, soprattutto nel campo dei depositi ghiacciati di acqua e di una più recente attività vulcanica di tipo esplosivo, che indicherebbe che Marte non è quel pianeta geologicamente inerte al giorno d'oggi come precedentemente si assumeva.
Marte si è sempre opposto ad una sua radiografia accurata. Molti problemi sono derivati dal fatto che non c'è una corrispondenza diretta fra Albedo e altimetria. In genere le regioni più rialzate riemettono con maggiore intensità la luce mentre le depressioni no. Le prime risultano quindi più chiare e le seconde più scure.
Questa regola, tranne che per le depressioni più profonde e le vette più alte non vale per Marte.
Il colore rossastro del pianeta deriva direttamente dal grado di ossidazione dei minerali ferrosi in superficie. Un maggior grado di ossidazione rende la regione corrispondente più colorata e un minor grado si risolve in una macchia più scura. Analogamente una diversa natura e composizione chimica delle lave fuoriuscite può contribuire ad alterare il colore della superficie.
Inoltre la fitta coltre di polvere che riveste Marte e che può essere movimentata dalle grandi tempeste di sabbia contribuisce a modificarne l'aspetto. Alcune rocce sono esposte all'atmosfera altre sono coperte da strati e dune di polvere.
Per di più nelle grandi depressioni in alcune stagioni si possono addensare vaste nubi di anidride carbonica che contribuiscono ad un maggior potere riflettente della regione che appare quindi biancastra.

I due emisferi

NB: le diverse figure non corrispondono ai due emisferi ma a rotazioni di Marte grossolanamente lungo l'equatore.

La prima cosa che salta agli occhi è una stravagante differenza fra l'emisfero Nord e quello Sud. Il pianeta è diviso in due emisferi che hanno caratteristiche molto diverse e sembrano essere stati sottoposti a differenti forze modellative. La suddivisione non corrisponde esattamente all'equatore marziano ma è inclinata di 35° rispetto ad esso.
Per determinare l'altimetria del pianeta, data l'assenza di distese d'acqua come avviene sulla terra dove ci si riferisce al livello del mare, si è scelto per convenzione di riferire le quote ad una superficie complessa che unisce i punti in cui la pressione atmosferica media corrisponde a 6.1 millibar, (l'atmosfera marziana è estremamente rarefatta; nonostante ciò può variare in maniera drammatica da 1 a 9 millibar).

L'emisfero Nord

L'emisfero Nord rispetto a questa superficie è mediamente una grande depressione. Fanno eccezione il grande scudo di Tharsis, i terreni craterizzati rilevati tra 30° e 270° di longitudine, e la regione vulcanica di Elisium.
Tharsis si estende per 4000 km ed è sopraelevata ad una quota media di 10 km. Nella regione sono presenti un gruppo di vulcani fra i quali svetta il monte Olympus.
L'altopiano di Tharsis è relativamente di recente formazione. Non è craterizzato e la sua origine è vulcanica. Sebbene si estenda in uno spazio limitato la sua formazione ha sconvolto l'intero emisfero Nord. Il suo sollevamento ha probabilmente distorto e appesantito la crosta marziana e ha provocato il gigantesco sistema di fratture e depressioni ad esso adiacenti che tagliano il pianeta lungo il proprio equatore.
Adiacente all'altopiano di Tharsis c'è infatti un sistema di corrugamenti e fratture disordinate denominato Labirynthus Noctis. Da questo poi si diparte il sistema di canyon e depressioni denominato Valles Marineris: i canyon della Valles Marineris raggiungono i 200 Km in larghezza e i 7 Km di profondità. Quindi non sono per nulla analoghi ai canyon terrestri generati dall'erosione fluviale.
Viceversa un sistema di canali che si diparte in senso longitudinale dalla Valles Marineris avrebbe origine per erosione glaciale e fluviale, dovuto probabilmente ad una imponente movimentazione di masse d'acqua, precedentemente immagazzinate in forma di depositi ghiacciati e sciolte per azione di riscaldamento dovuta all'attività vulcanica o a cambiamenti climatici.
Ancora più ampia è la regione fortemente craterizzata, sebbene ad un'altezza media inferiore rispetto a Tharsis, che contiene alcuni fra i più vasti crateri marziani, fra i quali ricordiamo il cratere Schiaparelli (470 Km di diametro) e il cratere Cassini, ma di recente formazione rispetto a quelli presenti nel'emisfero Sud.

L'emisfero Sud

L'Emisfero Sud è in media più elevato di quello Nord (1 a 3 Km rispetto alla media).
E' una regione antica e fortemente craterizzata. I crateri mostrano di aver subito un'intensa attività erosiva ad opera del vento, ma anche di imponenti masse d'acqua. A uniformare il terreno probabilmente ha contribuito la fuoriuscita di grandi colate di lava mafica direttamente dal mantello attraverso le fratture della crosta dovute agli imponenti impatti.
Due principali depressioni sono riconoscibili e dovute a impatti con corpi celesti di notevoli dimensioni.
Il bacino di Hellas che ha un diametro di 1800 Km e una profondità di 5 Km e il bacino di Argyre che ha un diametro di 800 Km e una profondità di 3 Km.
Attorno agli 80° di latitudine sud la craterizzazione diminuisce e l'aspetto è tipico di quello formato da grandi colate di lava basaltica probabilmente generatasi nelle prime fasi di sviluppo del pianeta.

La Storia Geologica

Marte ha sviluppato una struttura nucleo, mantello e crosta analoga a quella della terra.
Nel primo periodo la crosta era sottile e l'attività vulcanica diffusa su tutto il pianeta con vaste colate che si raffreddarono in distese compatte e rugose. L'emisfero Sud ha questo tipo di formazione ed è quindi molto più antico dell'altro emisfero.
Marte, come tutti gli altri pianeti e satelliti, ha subito però due lunghi periodi di intenso bombardamento meteorico agli albori della nascita del sistema solare, da 4.5 miliardi di anni fa a 3.5 miliardi di anni fa, e altri bombardamenti isolati nel corso di tutta la sua storia. L'emisfero Sud con una superficie molto antica è quindi costellato da un enorme quantità di crateri di grandi e piccole dimensioni.
I crateri sono slabbrati ed erosi per l'azione del vento e dell'acqua liquida che in determinati periodi si è liberata sulla superficie del pianeta. I crateri da impatto più grandi dell'emisfero Sud sono il bacino di Hellas e di Argyre.
L'emisfero Nord si è dimostrato più attivo. Prima di tutto il suo abbassamento rispetto alla quota media della superficie potrebbe essere il risultato di un gigantesco impatto che ha interessato l'intera metà superiore del pianeta. Ha anch'esso estese regioni craterizzate ma anche altre di recente formazioni del tutto libere da crateri da impatto.
L'attività vulcanica in questo emisfero è proseguita per molto tempo, sebbene in precisi distretti particolarmente attivi e si è arrestata solo qualche centinaio di miloni di anni fa. Le due regioni attive dal punto di vista vulcanico sono, in ordine di anzianità, l'Elisium e Tharsis. Il vulcano più alto e giovane di Marte, e a tutt'oggi il maggior rilievo dell'intero sistema solare è il monte Olympus (oltre 25 Km di altezza e 600 Km di diametro alla base).
Sebbene la maggior parte di attività vulcanica sia stata di tipo mafico effusivo, in queste regioni dell'emisfero Nord sono state abbastanza comuni anche imponenti eruzioni di tipo esplosivo felsico. Questo rende conto anche della differenze nella composizione rocciosa fra i due emisferi.
Gli ultimi rilevamenti di Mars Express stanno però rimettendo un po' in discussione il modello finora accettato. Sono state trovate tracce di attività esplosiva relativamente recente (350 milioni di anni) anche in vulcani molto antichi come Hecates Tholus. Inoltre sono stati individuati piccoli coni vulcanici anche al polo Nord di Marte. Queste strutture sembrano relativamente recenti e potrebbero rimettere in discussione l'attività interna del pianeta rosso.