Lunedì, 04 Novembre 2024 12:53

Una nuova interpretazione degli strati superficiali del sottosuolo di Marte grazie alle immagini tomografiche ottenute dai dati del georadar installato sul rover Zhurong

Una nuova interpretazione del sottosuolo marziano nella regione di Utopia Planitia è oggetto di un articolo pubblicato su IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, frutto della collaborazione dell’IREA-CNR con il Key Laboratory of Lunar and Deep Space Exploration, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences.

Nel luglio 2020 è stata lanciata la prima missione cinese Tianwen-1 per l’esplorazione di Marte, che nel maggio 2021 ha visto l’atterraggio di un lander e di un rover nella regione meridionale di Utopia Planitia. Tra gli strumenti a bordo del rover Zhurong figura il Subsurface Penetrating Radar (RoSPR), il primo georadar a multipolarizzazione impiegato per esplorare il sottosuolo marziano. Questo radar opera in due bande di frequenza: la bassa (15-95 MHz) e l’alta (450-2150 MHz), sfruttando la capacità delle onde elettromagnetiche di penetrare materiali opachi e fornire informazioni sui target sepolti mediante il principio della diffusione elettromagnetica.

L’analisi si è concentrata sui dati radar a bassa frequenza raccolti lungo un percorso di circa 1840 m, coperto dal rover in 325 giorni marziani (sols). I dati sono stati elaborati tramite una strategia a due fasi: una prima fase di filtraggio per ridurre gli artefatti nei radargrammi e, successivamente, utilizzando una tecnica di inversione tomografica sviluppata presso i laboratori del’IREA-CNR, che ha permesso di ottenere immagini dettagliate del sottosuolo marziano fornendo informazioni sulla presenza, posizione e geometria approssimativa degli oggetti sepolti.

Le immagini tomografiche hanno rivelato una complessa stratigrafia del sistema suolo/sottosuolo marziano composta da tre distinti strati fino a una profondità massima di circa 40 m. Il primo strato, di uno spessore variabile da 5 ad 8 m, è costituito dalla regolite marziana, un materiale altamente poroso e omogeneo prodotto da impatti meteorici e processi atmosferici ed eolici. Il secondo strato, spesso 2-3 m, mostra discontinuità trasversali e un’assenza di riflessioni elettromagnetiche, suggerendo la presenza di un materiale fine e relativamente uniforme. Segue uno strato con uno spessore di 15-25 m che si distingue per forti riflessioni radar, indicative di un conglomerato con blocchi rocciosi a scala metrica.

La sequenza stratigrafica, con una diminuzione della dimensione dei grani verso l’alto, suggerisce una storia di processi atmosferici a lungo termine, impatti ripetuti ed eventi alluvionali. Durante un’antica fase di inondazione, la forte capacità di trasporto delle acque ha depositato materiali eterogenei e a grana grossa. Successivamente, con la diminuzione del volume d’acqua, si è attenuata la competenza dei flussi idrici superficiali e conseguentemente solo i materiali più fini sono stati trasportati e depositati nel secondo strato.

Inoltre, nell’ultimo tratto di 200 m del percorso radar si è osservata una concentrazione più alta di blocchi rocciosi sepolti, associata a dune e crateri in superficie. Questo fenomeno suggerisce una combinazione di attività tettoniche (endogena) e impatti, dimostrando che la superficie della regione meridionale di Utopia Planitia ha subito riemersioni geologiche complesse, probabilmente a seguito di fenomeni tettonici e impatti, dopo l’antica deposizione oceanica.
radargrammi marte

RoSPR LF data. (a) e (b) Radargrammi dopo il primo passo della procedura di elaborazione. (c) e (d) Immagini tomografiche corrispondenti ai radargrammi (a) e (b). Le immagini tomografiche mostrano le strutture sepolte dove il “rosso” indica le strutture con la risposta più forte in termini di segnali radar retrodiffusi. L’asse-x denota la distanza percorsa dal rover, mentre l’asse y denota la profondità del sottosuolo. Le tre line tratteggiate rappresentano il passaggio fra i tre strati 

 

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