Marte: risolto il mistero del suo cuore. È come quello della Terra (o quasi)

Per decenni ci siamo chiesti cosa si nascondesse nel centro di Marte. Era un unico calderone liquido  o una struttura più complessa? Una domanda non da poco, perché dalla natura del suo nucleo dipende la comprensione di uno dei più grandi misteri del Sistema Solare: come ha fatto il Pianeta Rosso a trasformarsi da un mondo potenzialmente umido e con una densa atmosfera all’arido e gelido deserto che conosciamo oggi?

Grazie ai dati raccolti dalla missione InSight della NASA, un team di scienziati ha finalmente dato una risposta che sembra risolvere un lungo dibattito. Secondo uno studio pubblicato su Nature, Marte possiede un nucleo interno solido, circondato da un guscio esterno liquido. Una struttura sorprendentemente simile a quella del nostro pianeta, che cambia le carte in tavola sulla sua evoluzione.

Questo è il risultato emerso da una recente ricerca pubblicata sulla rivista Nature.

Struttura interna di Marte

Il paragone con il “motore” terrestre

Per capire l’importanza di questa scoperta, basta guardare a casa nostra. Il nucleo terrestre è composto da una sfera solida di ferro e nichel immersa in un oceano liquido degli stessi elementi. I movimenti convettivi in questo strato liquido generano un potentissimo effetto dinamo, che a sua volta produce il campo magnetico terrestre.ù

Struttura terrestre

Questo campo magnetico non è un dettaglio: è uno scudo invisibile che devia le particelle cariche del vento solare, proteggendo la nostra atmosfera dall’essere “strappata via” nello spazio. Senza questo scudo, la Terra sarebbe probabilmente sterile come Marte. Le tracce di una debole magnetizzazione sulla crosta marziana suggerivano che anche Marte, in un lontano passato, possedesse un simile scudo protettivo. Ma come funzionava e perché si è spento?

Un giallo scientifico in evoluzione

La strada per arrivare a questa conclusione è un perfetto esempio di come procede la scienza: un passo alla volta, con dati che si affinano e modelli che diventano più precisi. La sonda InSight, atterrata su Marte nel 2018, ha usato i suoi sismometri per “ascoltare” i “martemoti” e capire come le onde sismiche si propagano all’interno del pianeta.

• Primo Modello (Stähler, 2021): Una prima analisi dei dati suggeriva un nucleo molto grande (circa la metà del raggio del pianeta), interamente liquido e meno denso del previsto. Questo implicava una forte presenza di elementi leggeri (come zolfo, carbonio, idrogeno), che ne avrebbero abbassato la temperatura di fusione, rendendo più probabile che rimanesse liquido. Un nucleo solido non era escluso, ma i dati non erano abbastanza chiari per identificarlo.
• Nuovo Modello (Bi, 2025): Utilizzando nuove tecniche di analisi e concentrandosi su eventi sismici specifici, i ricercatori sono riusciti a isolare un segnale debolissimo, ma inequivocabile: quello delle onde che attraversano un confine tra un nucleo liquido e uno solido.

Questa struttura a “cipolla”, con un cuore solido di circa 610 km di raggio, è molto più efficiente nel generare un campo magnetico attraverso i moti convettivi tra lo strato solido e quello liquido. La scoperta rende quindi molto più plausibile che Marte, nei suoi primi miliardi di anni, abbia avuto una dinamo attiva e, di conseguenza, uno scudo magnetico in grado di proteggere un’atmosfera e acqua liquida in superficie.

Non si tratta quindi di una contraddizione con i dati precedenti, ma di un’evoluzione. È come passare da una fotografia sfocata a una ad alta risoluzione: i contorni dell’oggetto rimangono gli stessi, ma ora ne vediamo i dettagli cruciali.

Dallo studio originale, come si comportano le onde sismiche con nucleo liquido e solido

Cosa significa per il futuro (e il passato)

La presenza di un nucleo simile a quello terrestre non significa che Marte sia solo una Terra più piccola che ha avuto sfortuna. Anzi, la sua composizione, ricca di elementi leggeri, e le sue dimensioni ridotte hanno probabilmente reso la sua dinamo meno longeva e più instabile. Il suo “motore” si è spento prima del nostro. Anche la presenza della Luna con i suoi effetti mareali può avere avuto un effetto sul nucleo terrestre che Marte, privo di grandi satelliti, non ha avuto.

Questa scoperta è un tassello fondamentale per ricostruire la storia dei pianeti rocciosi del nostro Sistema Solare. Ci aiuta a capire quali sono gli ingredienti e le condizioni necessarie per creare e mantenere un mondo abitabile. Marte aveva quasi tutte le carte in regola, ma il suo cuore ha smesso di battere troppo presto. Capire perché è il prossimo, affascinante mistero da risolvere.

La sonda Insight

Domande e Risposte per il Lettore

1) Perché la presenza di un nucleo solido interno è così importante? La presenza di un nucleo solido all’interno di uno liquido è il meccanismo più efficiente per generare un campo magnetico planetario attraverso l’effetto dinamo. Il calore che si libera durante la solidificazione del nucleo interno alimenta i moti convettivi nello strato liquido esterno. Questa scoperta rende molto più probabile che Marte abbia avuto in passato un campo magnetico robusto, in grado di proteggere un’atmosfera abbastanza densa da permettere la presenza di acqua liquida in superficie, spiegando i letti di fiumi e laghi che oggi osserviamo.

2) Quindi Marte è semplicemente una versione più piccola della Terra che non ce l’ha fatta? In un certo senso sì, ma con differenze cruciali. Marte è più piccolo e si è raffreddato più in fretta. Inoltre, il suo nucleo sembra contenere una percentuale maggiore di elementi leggeri rispetto a quello terrestre. Questa “contaminazione” potrebbe aver reso la sua dinamo interna meno stabile e duratura. La sua evoluzione è un esempio di come piccole differenze nelle condizioni iniziali possano portare a destini planetari drasticamente diversi. Marte rappresenta un laboratorio naturale per studiare i fattori che rendono un pianeta abitabile a lungo termine.

3) Questa nuova scoperta contraddice le analisi precedenti della missione InSight? No, non è una contraddizione ma un perfezionamento. La scienza progredisce costruendo sulle scoperte precedenti. Il primo modello del 2021 aveva correttamente identificato il nucleo liquido e le sue dimensioni, ma non aveva dati sufficientemente chiari per rilevare la presenza di uno strato solido interno. Gli autori stessi avevano specificato che non potevano escluderlo. L’ultimo studio ha utilizzato tecniche di analisi più sofisticate su dati più recenti, riuscendo a “estrarre” dal rumore di fondo il debole segnale che prova l’esistenza del nucleo solido.