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VERITAS: alla scoperta dei segreti di Venere

11 luglio 2020
In lista di valutazione per diventare una delle prossime missioni del Discovery Program della NASA, VERITAS si propone di rivelare i misteri sepolti sotto la superficie di Venere, il pianeta "fratello" della Terra.

Immagina la Terra. Ora riempi il cielo di fitte nuvole di acido solforico che oscurano il Sole, fai bollire gli oceani aumentando la temperatura a 500° C e aumenta la pressione dell'aria fino a schiacciarti come un pancake. Quello che ottieni è Venere, un pianeta roccioso di dimensioni simili alla Terra ma diverso in quasi tutti il resto.
Come questi "pianeti fratelli" si siano evoluti in modo così diverso è una domanda scientifica che viene posta da decenni e una proposta di missione, denominata VERITAS, vuole fornire risposte trasformando la nostra comprensione della geodinamica interna che ha modellato il pianeta Venere. La missione potrebbe fornire approfondimenti sull'evoluzione del nostro pianeta e persino aiutarci a comprendere meglio i pianeti rocciosi in orbita attorno ad altre stelle.

Abbreviazione di Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography & Spectroscopy, VERITAS è in fase di valutazione per essere selezionata a partecipare all'ambito Programma Discovery della NASA e sarebbe gestita dal Jet Propulsion Laboratory della NASA. Tra i partner del progetto figurano Lockheed Martin, l'Agenzia Spaziale Italiana, l'Agenzia Spaziale Tedesca e l'Agenzia Spaziale Francese.
"Venere è come un dono cosmico di un incidente", ha detto Suzanne Smrekar, investigatrice principale di VERITAS presso il JPL. "Hai questi due corpi planetari - Terra e Venere - che sono iniziati quasi allo stesso modo ma hanno seguito due percorsi evolutivi completamente diversi, e non sappiamo perché."
L'ultima missione di studio della superficie del pianeta, la navicella Magellan della NASA, è terminata nel 1994. Mentre forniva indizi allettanti sulla geologia di Venere, la strumentazione non poteva dare certezze sull'origine di molte delle caratteristiche della superficie del pianeta.
Proposto per il lancio nel 2026, VERITAS orbiterebbe attorno al pianeta e scruterebbe attraverso le fitte nubi con un potente sistema radar all'avanguardia per creare mappe globali 3D e uno spettrometro vicino all'infrarosso per capire di cosa è fatta la superficie. Misurerebbe anche il campo gravitazionale del pianeta per determinare la struttura dell'interno di Venere. Tutti insieme, gli strumenti offrirebbero indizi sul passato e sul presente processo geologico del pianeta, dal suo nucleo alla sua superficie.

Una finestra sulla Terra primitiva

Qui sulla Terra, la crosta rigida che avvolge il pianeta è fratturata in un puzzle di placche tettoniche che galleggiano in cima al mantello. La convezione nel mantello aiuta a guidare il movimento delle piastre di superficie. Mentre alcune piastre scendono all'interno - un processo noto come subduzione - si sciolgono e il degassamento vulcanico rilascia sostanze volatili (come acqua, azoto, anidride carbonica e metano) nell'atmosfera.
Scoprire di più sui processi geologici di Venere - dove la crosta calda è molto simile a quella dei primordi della Terra, quando le placche stavano appena iniziando a formarsi - potrebbe offrire uno spaccato prezioso di come questi processi sono iniziati sulla Terra.
"Il più grande mistero per me è l'estensione delle strutture deformate su Venere" - aree di roccia sulla superficie che si sono allacciate sotto l'immensa pressione geologica - "che potrebbero essere studiate per comprendere la natura dell'attività tettonica sul pianeta", ha detto il membro del team scientifico Joann Stock, professore di geologia e geofisica presso il laboratorio sismologico di Caltech a Pasadena.
La produzione di mappe topografiche 3D ad alta risoluzione di VERITAS metterebbe a fuoco strutture che in precedenza erano troppo piccole per essere osservate, ha aggiunto Stock. Queste strutture potrebbero includere una topografia rialzata su entrambi i lati delle faglie a scorrimento orizzontale, come la Faglia di Sant'Andrea in California, che è un indicatore delle principali attività tettoniche. VERITAS cercherebbe anche le faglie attive della superficie usando uno strumento chiamato mappa di deformazione interferometrica per la prima volta oltre la Terra.
Inoltre, VERITAS studierebbe vaste strutture di deformazione chiamate "tessere". Queste caratteristiche simili ad un plateau possono essere analoghe ai continenti della Terra. Una teoria affermata sostiene che i continenti della Terra si formarono quando la crosta oceanica ricca di ferro si sottrasse e si sciolse in presenza di acqua, producendo enormi volumi di nuova crosta continentale meno ricca di ferro che si sollevò sopra l'oceano.
Per determinare se gli altipiani di tessere di Venere si sono formati in modo simile ai continenti della Terra, VERITAS costruirebbe le prime mappe multispettrali globali della composizione superficiale di Venere. Se la loro composizione assomiglia a quella delle croste continentali terrestri, otterremmo anche informazioni sul passato più umido di Venere.

Un mondo vulcanico

Sulla Terra, la tettonica delle placche e il vulcanismo vanno di pari passo. Ma che dire di Venere?
"Determinare se Venere sta attivamente subendo attività vulcanica e capire quale processo lo sta guidando è una delle domande davvero interessanti a cui mi piacerebbe trovare una risposta" ha detto lo scienziato planetario Jennifer Whitten, membro del team scientifico VERITAS presso la Tulane University di New Orleans.
Usando il suo spettrometro, VERITAS determinerebbe quali rocce si sono formate di recente dall'eruzione del magma, prima che le interazioni con l'atmosfera abbiano avuto il tempo di cambiare la loro composizione chimica. Inoltre, lo spettrometro cercherebbe punti caldi di eruzioni attive mentre lo strumento radar rileverebbe le faglie attive, un'indicazione dell'attività tettonica.
Nel conoscere i vulcani di Venere e i processi geofisici che li causano, gli scienziati potrebbero anche misurare il loro impatto sul clima del pianeta e, forse, rispondere a un'altra domanda chiave: l'interno del pianeta contiene ancora grandi quantità di acqua come la Terra?

Rendere i pianeti abitabili

La tettonica a placche e il vulcanismo non influenzano solo il modo in cui un pianeta prende forma ma sono intimamente legati all'abitabilità del pianeta stesso. La tettonica a zolle influenza fortemente il clima a lungo termine della Terra condizionando i processi che mantengono in equilibrio l'atmosfera: il vulcanismo, che rilascia sostanze volatili nell'atmosfera, e la subduzione, che ricicla i gas volatili all'interno. Inoltre, la formazione e l'erosione dei continenti terrestri hanno una grande influenza sulla composizione degli oceani e dell'atmosfera. Insieme, questi processi forniscono i nutrienti e un clima abitabile necessari affinché la vita possa prosperare.
Ma qual è il delicato equilibrio geodinamico che alla fine rende un pianeta abitabile? Considerando la scoperta di migliaia di esopianeti in orbita attorno a stelle diverse dal nostro Sole, questa risposta potrebbe consentire la nostra comprensione della loro natura.

"Per scartare i misteri di Venere dobbiamo guardare sotto il cofano all'interno del pianeta; è il motore per l'evoluzione geologica e atmosferica globale", ha detto Smrekar. "Venere e la Terra sono mondi fondamentalmente unici? O le differenze tra questi 'fratelli' sono solo di facciata? Rispondere a questa domanda è la chiave per capire cosa rende gli altri pianeti rocciosi abitabili e, alla fine, consentire alla vita di emergere."

fonti: NASA

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