La Terra e Venere sono pianeti rocciosi di circa le stesse dimensioni e chimica rocciosa, quindi dovrebbero perdere il loro calore interno verso lo Spazio all’incirca alla stessa velocità. Il modo in cui la Terra perde il suo calore è ben noto, ma il meccanismo del flusso di calore di Venere è rimasto un mistero. Uno studio, che utilizza dati vecchi di 3 decenni dalla missione Magellano della NASA, ha dato una nuova occhiata al modo in cui Venere si raffredda e ha scoperto che le regioni sottili dello strato superiore del pianeta possono fornire una risposta.
Il nostro pianeta ha un nucleo caldo che riscalda il mantello circostante, che trasporta quel calore fino al rigido strato roccioso esterno della Terra, o litosfera. Il calore viene quindi disperso nello Spazio, raffreddando la regione più alta del mantello. Questa convezione del mantello ha effetti sui processi tettonici sulla superficie, mantenendo in movimento un mosaico di placche mobili. Venere non ha placche tettoniche, quindi come il pianeta perde il suo calore e quali processi modellano la sua superficie sono state domande di lunga data nella scienza planetaria.
Magellano e i misteri di Venere
Lo studio si focalizza sul mistero utilizzando le osservazioni della sonda Magellano nei primi anni ’90 di caratteristiche geologiche quasi circolari su Venere chiamate corone. Rendendo visibili nuove misurazioni delle corone nelle immagini di Magellano, i ricercatori hanno concluso che le corone tendono a trovarsi dove la litosfera del pianeta è più sottile e più attiva.
“Per così tanto tempo siamo stati fermi all’idea che la litosfera di Venere fosse stagnante e densa, ma ora la nostra visione si sta evolvendo,” ha affermato Suzanne Smrekar, ricercatrice senior presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, che ha guidato lo studio pubblicato su Nature Geoscience.
Proprio come un sottile lenzuolo rilascia più calore corporeo di una spessa trapunta, una sottile litosfera consente a più calore di fuoriuscire dall’interno del pianeta attraverso pennacchi galleggianti di roccia fusa che salgono verso lo strato esterno. In genere, dove vi è un maggiore flusso di calore, si registra una maggiore attività vulcanica sotto la superficie. Quindi le corone probabilmente rivelano luoghi in cui la geologia attiva sta modellando la superficie di Venere oggi.
I ricercatori si sono concentrati su 65 corone precedentemente non studiate che si estendono fino a poche centinaia di km di diametro. Per calcolare lo spessore della litosfera che li circonda, hanno misurato la profondità dei solchi e delle creste attorno a ciascuna corona. Quello che hanno scoperto è che le creste sono più ravvicinate nelle aree in cui la litosfera è più flessibile o elastica. Applicando un modello computerizzato di come si piega una litosfera elastica, hanno stabilito che, in media, la litosfera attorno a ciascuna corona è spessa circa 11 km, molto più sottile di quanto suggerito da studi precedenti. Queste regioni hanno un flusso di calore stimato superiore alla media terrestre, suggerendo che le corone sono geologicamente attive.
“Sebbene Venere non abbia una tettonica simile alla Terra, queste regioni di litosfera sottile sembrano consentire la fuoriuscita di quantità significative di calore, simili alle aree in cui si formano nuove placche tettoniche sul fondale marino terrestre,” ha affermato Smrekar.
Venere, una finestra sul passato della Terra
Per calcolare quanti anni ha il materiale della superficie di un corpo celeste, gli scienziati planetari contano il numero di crateri da impatto visibili. Per un pianeta tettonicamente attivo come la Terra, i crateri da impatto vengono cancellati dalla subduzione delle placche continentali e ricoperti dalla roccia fusa dei vulcani. Se Venere manca di attività tettonica e dell’agitazione geologica tipiche della Terra, dovrebbe essere ricoperta da vecchi crateri. Contando però il numero di crateri venusiani, gli scienziati stimano che la superficie sia relativamente giovane.
Studi recenti suggeriscono che l’aspetto giovanile della superficie di Venere sia probabilmente dovuto all’attività vulcanica, che caratterizza il riaffioramento regionale oggi. Questa scoperta è supportata dalla nuova ricerca che indica un flusso di calore più elevato nelle regioni della corona, qualcosa di simile a quanto avvenuto per la litosfera terrestre in passato.
“La cosa interessante è che Venere fornisce una finestra sul passato per aiutarci a capire meglio come poteva apparire la Terra oltre 2,5 miliardi di anni fa. È in uno stato che si prevede si verifichi prima che un pianeta formi placche tettoniche,” ha affermato Smrekar, che è anche il principal investigator della prossima missione della NASA Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy (VERITAS).
VERITAS riprenderà da dove aveva lasciato Magellano, migliorando i dati di quella missione, che sono a bassa risoluzione e presentano ampi margini di errore. Mirando al lancio entro un decennio, la missione utilizzerà un radar ad apertura sintetica all’avanguardia per creare mappe globali 3D e uno spettrometro nel vicino infrarosso.
VERITAS misurerà anche il campo gravitazionale del pianeta per definire la struttura dell’interno di Venere. Gli strumenti insieme racconteranno la storia dei processi geologici passati e presenti del pianeta.
“VERITAS sarà un geologo orbitante, in grado di individuare dove si trovano queste aree attive e di individuare meglio le variazioni locali nello spessore litosferico. Saremo persino in grado di osservare la litosfera nell’atto di deformarsi,” ha affermato Smrekar. “Stabiliremo se il vulcanismo sta davvero rendendo la litosfera abbastanza morbida da perdere tanto calore quanto la Terra, o se Venere ha in serbo più misteri“.
