Valles Marineris, il grande canyon di Marte, si spacca ancora, lo rivela un sisma marziano

Il canyon più grande del sistema solare non è un paesaggio morto. Un sisma marziano registrato dal lander InSight della NASA ha avuto origine dallo scorrimento di una faglia in profondità sotto Valles Marineris, il sistema di canyon che squarcia Marte per quasi quattromila chilometri. Significa che faglie apertesi lì miliardi di anni fa possono ancora rompersi sotto gli sforzi che agiscono oggi sul pianeta.

La cosa conta perché Marte non ha placche tettoniche in movimento. Sulla Terra, lo sfregamento tra placche mantiene vive le vecchie faglie. Il guscio esterno di Marte si comporta invece come un unico coperchio che si raffredda lentamente, e in una crosta di questo tipo le faglie possono rimarginarsi e rafforzarsi col tempo. La nuova analisi mostra che almeno una faglia profonda sotto il canyon non si è richiusa, tra i venti e i quaranta chilometri sotto la superficie.

Lo studio, pubblicato su Nature Communications, è stato guidato da Jung-Hun Song dell’Imperial College London insieme a Doyeon Kim, sempre dell’Imperial, a Folarin Kolawole della Columbia University e ad altri colleghi. Si basa su un unico evento, catalogato come S0976a, l’unico sisma marziano che InSight abbia mai localizzato nell’emisfero occidentale del pianeta.

Letture consigliateMarte ha mantenuto sistemi magmatici simili a quelli terrestri per miliardi di anni senza tettonica a placche

«Valles Marineris è una delle strutture geologiche più spettacolari dell’intero sistema solare, ma finora non sapevamo con certezza che le sue faglie fossero ancora attive», afferma Song. «Quello che vediamo è che non si tratta solo di un paesaggio fossile “morto”: le faglie in profondità sotto il canyon possono ancora scorrere e generare sismi marziani, molto tempo dopo che i processi geologici che le hanno originate si sono esauriti.»

Leggere una faglia con un solo sismometro dall’altra parte di Marte

Sulla Terra i sismologi ricostruiscono il movimento di una faglia confrontando il primo impulso registrato da decine di stazioni intorno al terremoto. InSight aveva un solo sismometro, e S0976a è avvenuto quasi agli antipodi, a circa 146 gradi d’arco, ovvero all’incirca 8.600 chilometri lungo la superficie. Le onde dirette non hanno mai raggiunto il lander in forma utilizzabile. Sono arrivate invece onde PP e SS, onde di compressione e di taglio che hanno rimbalzato una volta sulla superficie marziana a metà del percorso.

Il gruppo ha modellato questi due treni d’onde con sismogrammi simulati al computer per diversi modelli dell’interno di Marte, testando ogni combinazione di orientamento della faglia, direzione di scorrimento e profondità fino a 50 chilometri. Per verificare che una sola stazione potesse riuscirci, i ricercatori hanno applicato lo stesso metodo a un terremoto di magnitudo 6,5 in Nevada registrato da un singolo sismometro in Australia, quasi alla stessa distanza. Il metodo ha individuato la faglia corretta.

Per S0976a la risposta è una rottura trascorrente, in cui due blocchi di crosta scorrono orizzontalmente l’uno accanto all’altro lungo una faglia ripida, come quella di San Andreas in California. Di tutte le soluzioni compatibili in modo accettabile con le onde, l’82,2% appartiene a questa famiglia. La rottura si trovava tra i 20 e i 40 chilometri di profondità circa, nella crosta media e inferiore, sopra la base della crosta posta tra 55 e 65 chilometri. Combinando l’adattamento delle onde con le mappe delle faglie note e la direzione di provenienza delle onde ad alta frequenza, la sorgente si colloca vicino a Ius Chasma, nella parte occidentale del canyon.

Escludere frane e meteoriti

Un segnale sismico su Marte non indica automaticamente una faglia. Anche gli impatti di meteoriti e le frane fanno tremare il pianeta, e Valles Marineris è costellata di enormi depositi di frana. Il gruppo ha messo alla prova direttamente queste sorgenti. Né le esplosioni simili a impatti né i modelli di frana basati su forze riuscivano a riprodurre le polarità, i tempi o l’intensità relativa delle onde, né il forte scuotimento orizzontale presente nei dati. Inoltre gli impatti confermati su Marte tendono a produrre segnali ad alta frequenza, mentre S0976a è stato un evento a bassa frequenza.

I ricercatori hanno poi esaminato tutte le immagini della regione sorgente riprese dopo il sisma dalla Context Camera del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA. Una frana abbastanza grande da generare un segnale del genere avrebbe dovuto spostare almeno 10 milioni di metri cubi di roccia e lasciare un deposito fresco largo da diverse centinaia di metri a un chilometro. Non ce n’era traccia, né c’era un cratere recente. Al contrario, l’unico evento lontano successivo nel catalogo di InSight, S1000a, si è rivelato l’impatto di un meteoroide, con un nuovo cratere individuato dall’orbita.

«Ciò che rende il risultato convincente è che più tipi di prove del tutto differenti puntano nella stessa direzione», afferma Song. «Le onde sismiche ci dicono che c’è stato un movimento di scorrimento laterale su una faglia ben al di sotto della superficie, mentre la geologia vista dall’orbita mostra una regione attraversata da sistemi di faglie di lunghissima durata.»

Un canyon nove volte più lungo del Grand Canyon

Valles Marineris si estende per quasi 3.900 chilometri, raggiunge i 600 chilometri di larghezza e sprofonda per oltre nove chilometri, secondo l’Imperial College. È quindi quasi nove volte più lunga, più di 20 volte più larga e circa cinque volte più profonda del Grand Canyon, confrontando le dimensioni massime. Si è formata insieme a Tharsis, l’immenso rigonfiamento vulcanico che ospita Olympus Mons, e i geologi discutono da tempo se si sia aperta come un rift, sia collassata sotto il proprio peso o sia stata squarciata obliquamente.

Il sisma marziano entra in questo dibattito. Il quadro degli sforzi che registra non è compatibile con i modelli in cui il canyon si sarebbe formato per collasso gravitativo di una crosta ispessita. È compatibile invece con un canyon aperto obliquamente, con un taglio laterale oltre a uno stiramento. La direzione di massima compressione del sisma, all’incirca ovest-nordovest, coincide anche con la compressione dedotta per la deformazione iniziale del canyon nell’Esperiano, un periodo antico della storia marziana. La stessa direzione di sforzo sembra agire sulla stessa trama di faglie miliardi di anni dopo.

Gli autori indicano tre forze attuali che potrebbero caricare quelle faglie: la lenta contrazione di un pianeta che si raffredda, il peso del rigonfiamento di Tharsis e lo scarico prodotto dall’erosione che scava il canyon. Con S0976a, InSight ha ora rivelato tre diversi stili di fagliazione attiva su Marte: distensione sotto le fessure di Cerberus Fossae, compressione vicino al confine crostale nel sud di Elysium Planitia, dove ha colpito S1222a, il sisma marziano più forte della missione, e scorrimento sotto Valles Marineris.

«Dimostra che su un pianeta senza tettonica a placche, strutture create miliardi di anni fa possono restare importanti e controllare ancora oggi dove si rompe la crosta», afferma Kolawole.

Cosa lo studio non risolve

Tutto si basa su un solo sisma marziano registrato da un solo strumento. Con una sola stazione, il metodo individua due possibili piani di faglia perpendicolari tra loro e non è in grado di dire quale dei due si sia effettivamente mosso, e gli orientamenti stimati non si allineano con un unico sistema di faglie dominante mappato in superficie. La localizzazione si appoggia inoltre in parte sulla densità delle faglie mappate, che gli autori definiscono una guida approssimativa a dove avviene lo scorrimento profondo, non una misura diretta.

Non sono state registrate repliche. Il gruppo sostiene che fosse prevedibile: nelle sue simulazioni, la probabilità che InSight rilevasse anche una sola replica di una certa entità da quella distanza entro 50 giorni marziani (sol) era appena dello 0,1%, perché il nucleo e l’interno profondo del pianeta bloccano e indeboliscono le onde provenienti dal lato opposto. Il silenzio non va contro il risultato, ma non lascia neppure un secondo evento che lo confermi.

Lo studio non può dire con quale frequenza il canyon si rompa, né quanto possano essere forti i suoi sismi. S0976a è stato un evento moderato, compatibile con uno scorrimento limitato su una piccola porzione di una faglia esistente, non con una nuova frattura. Gli autori non riescono nemmeno a separare quanta parte degli sforzi attuali derivi dalla flessione della crosta sotto Tharsis e quanta da un sostegno più profondo, e osservano che il piccolo numero di sismi marziani ben localizzati potrebbe riflettere la breve registrazione di InSight, con una sola stazione, tanto quanto un pianeta tranquillo.

Domande frequenti sul sisma di Valles Marineris

Marte ha ancora attività tettonica?

Sì, almeno in alcune zone. InSight ha registrato sismi marziani durante la missione, e le analisi di singoli eventi mostrano faglie attive sotto le fessure di Cerberus Fossae, nel sud di Elysium Planitia e ora sotto Valles Marineris. Marte non ha placche in movimento, quindi l’attività deriva da sforzi all’interno di un unico guscio rigido.

Quanto è grande Valles Marineris rispetto al Grand Canyon?

Si estende per quasi 3.900 chilometri, con una larghezza fino a 600 chilometri e una profondità di oltre nove chilometri. È quasi nove volte più lunga, più di 20 volte più larga e circa cinque volte più profonda del Grand Canyon.

Cosa ha causato il terremoto su Marte sotto Valles Marineris?

Secondo lo studio, una rottura trascorrente su una vecchia faglia tra 20 e 40 chilometri sotto la parte occidentale del canyon, dove blocchi di crosta sono scivolati orizzontalmente l’uno accanto all’altro. Impatti di meteoriti e frane sono stati esclusi perché non potevano riprodurre le onde registrate e nelle immagini orbitali non compariva alcun cratere o frana recente.

Su Marte c’è la tettonica a placche?

No. Il suo guscio esterno funziona come un unico coperchio stagnante che si raffredda e si contrae da miliardi di anni. Questo studio mostra che le faglie all’interno di quel coperchio possono ancora scorrere sotto gli sforzi attuali.

InSight ha registrato S0976a il 25 agosto 2021, il suo 976° giorno marziano in superficie, e la missione si è conclusa nel dicembre 2022. L’articolo è uscito il 15 ottobre 2026. Poiché oggi su Marte non funziona più alcun sismometro, il catalogo esistente di InSight è l’unica registrazione sismica del pianeta, e secondo il gruppo questo risultato dimostra quante informazioni contengano ancora quelle registrazioni.

Lo stesso sisma era già stato sfruttato una volta: le sue onde hanno attraversato il nucleo marziano e hanno contribuito a mappare lo strato più profondo del pianeta. «Da un solo sisma marziano possiamo imparare qualcosa sia sul centro del pianeta sia su una faglia attiva sotto uno dei suoi paesaggi più straordinari», afferma Kim, che ha coordinato lo studio.

Riferimento: Song et al., “Active crustal straining and fault reactivation at Valles Marineris,” Nature Communications, 2026. DOI: 10.1038/s41467-026-78193-6

Tag: astronomia, nasa, marte, InSight, geologia planetaria, terremoto marziano

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