Scoperti tunnel nel sottosuolo di Venere: si tratta di tubi di lava mai osservati prima d’ora

Un team di ricercatori dell'Università di Trento è riuscito per la prima volta a provare in maniera diretta l'esistenza di tubi di lava sulla superficie del pianeta Venere. I ricercatori hanno analizzato con tecniche moderne vecchi dati radar degli anni '90 provenienti dalla sonda Magellan della NASA, il cui radar nelle frequenze a microonde ha permesso di sondare la superficie del pianeta oltre la sua spessa coltre di nubi. I dati hanno mostrato l'esistenza di un ampio condotto sotterraneo nella regione di Nyx Mons, il cui soffitto è crollato rivelandone la struttura sotterranea. Il condotto lavico ha un diametro di circa 1 km, uno spessore del tetto di almeno 150 metri e un'altezza non inferiore a 375 metri. Questi tubi di lava si creano quando quest'ultima forma una crosta solida superficiale che scherma il flusso caldo sotterraneo. L'esistenza di questi condotti su Venere è stata ampiamente ipotizzata, ma mai confermata fino ad ora. La loro esistenza conferma le teorie secondo cui Venere abbia in passato o ancora tutto sperimentato intensa attività vulcanica, che ha modificato nel tempo la superficie del pianeta.

Cos’è un tubo di lava sotto una superficie solidificata

I tunnel di lava sono condotti naturali che si formano quando un flusso di lava continua a scorrere al di sotto di una superficie ormai solidificata. Possono essere immaginati come dei veri e propri “tubi” sotterranei creati dalla lava stessa mentre scorre. Il processo più comune attraverso cui si formano si chiama overcrusting, cioè la formazione di una crosta solida sopra la lava ancora fluida. Il modo più comune attraverso cui questo avviene è quando la lava scorre in un canale: in questo caso, i bordi, detti anche argini, si raffreddano per primi e la superficie solida si estende gradualmente fino a coprire completamente il flusso sottostante. Un secondo meccanismo di formazione è invece attraverso un processo noto come inflazione. In questo caso, una colata di lava già raffreddata in superficie viene “gonfiata” dall’arrivo di nuova lava calda che continua a scorrere sotto di essa, ampliando progressivamente lo spazio interno.

Una volta formato, il tunnel non rimane statico. La lava che continua a fluire al suo interno può erodere le pareti e il fondo, modellandolo nel tempo sia dal punto di vista termico (attraverso il calore) sia meccanico (attraverso l’attrito e il movimento). Quando l’eruzione termina e l’apporto di lava si interrompe, il condotto può svuotarsi parzialmente o completamente, lasciando dietro di sé una cavità sotterranea. Generalmente quest'ultima ha una forma cilindrica in cui la parte inferiore viene chiamata "pavimento" e quella superiore "tetto" del tunnel. Quando si ha un collasso localizzato del tetto del tunnel (in gergo skylight), si creano delle aperture che rivelano la struttura cilindrica sottostante, proprio il modo in cui i tubi di lava sono stati scoperti su Venere.

Larghi 1 km e lunghi almeno 45 km: i dettagli dello studio

I tubi di lava sono stati identificati sulla Terra, su Marte e sulla Luna. La loro esistenza su Venere era fino ad ora rimasta solamente una ipotesi, sebbene diversi studi abbiano trovato prove indirette a sostegno della presenza di queste strutture, basandosi ad esempio sull'analisi degli allineamenti delle fosse sui grandi vulcani venusiani. Curiosamente la prova diretta dell'esistenza di tubi di lava su Venere non è avvenuta attraverso dati provenienti da una nuova missione, bensì da un'analisi con nuove tecniche di elaborazione di dati vecchi di 30 anni, quelli della sonda Magellan della NASA che tra il 1990 e il 1992 ha mappato quasi l’intera superficie di Venere usando un radar ad apertura sintetica (SAR) in banda S (2,385 GHz) nella microonde. L'utilizzo di queste lunghezze d'onda è necessario per penetrare la densa atmosfera di anidride carbonica che impedisce l’osservazione ottica della superficie. Le microonde, invece, passano indisturbate attraverso le nubi, per cui misurando il tempo necessario al segnale per rimbalzare sulla superficie e tornare alla sonda, gli scienziati possono ricostruire una mappa della morfologia superficiale del pianeta.

Nonostante ciò, visualizzare con i dati Magellan un tunnel di lava non è direttamente possibile. Quello che si può osservare è il collasso localizzato del tetto, che crea una depressione chiamata skylight. È attraverso questa apertura che il segnale radar può penetrare nel condotto e riflettersi sulle pareti interne. Nel caso studiato, nella regione di Nyx Mons, i ricercatori hanno individuato un cratere da collasso con una firma radar caratterizzata da un’ombra netta e un ritorno radar brillante e asimmetrico che si estende oltre il bordo del cratere: esattamente la firma radar che ci si aspetterebbe dai casi in cui il radar “entra” in una cavità sotterranea e viene riflesso dal suo interno.

Gli autori dello studio sono così riusciti anche a stimare le dimensioni del tubo di lava: diametro di circa 1 km, spessore del tetto di almeno 150 metri e una altezza del vuoto creato dalla lava di almeno 375 metri. Considerando la presenza di una catena sinuosa di collassi allineati lungo la topografia, il sistema potrebbe estendersi per almeno 45 chilometri sotto la superficie. La risoluzione delle immagini Magellan è di circa 75 metri per pixel. Questo significa che tunnel più piccoli potrebbero non essere stati rilevati. È quindi possibile che molti altri skylight siano sfuggiti all’analisi.

L’importanza della scoperta riscrive la geologia di Venere

Studiare questi tunnel di lava è molto importante per i geologi planetari: osservando le loro strutture interne, le stratificazioni e i minerali presenti, gli scienziati possono ricostruire come scorreva la lava, quanto era calda e quali processi geologici hanno modellato la superficie di un pianeta. I tunnel di lava rappresentano una prova diretta del fatto che su Venere scorrevano o scorrono tuttora colate basaltiche a bassa viscosità, simili a quelle terrestri, capaci di formare condotti sotterranei attraverso il processo di overcrusting. Si ipotizza che le condizioni ambientali venusiane potrebbero favorire la formazione di una crosta superficiale isolante molto rapidamente dopo l’eruzione, aumentando la probabilità di sviluppo dei tunnel di lava. Nell'articolo, infatti, gli scienziati sostengono che Venere potrebbe ospitare reti sotterranee estese per decine di chilometri.

Lo studio di questo tunnel e la possibile scoperta di nuovi altri sarà oggetto di indagine nelle nuove missioni che partiranno alla volta di Venere, come EnVision dell’ESA e VERITAS della NASA. Entrambe utilizzeranno radar molto più potenti e con risoluzione superiore rispetto a Magellan, potenzialmente in grado di individuare altri skylight o addirittura di sondare direttamente il sottosuolo. In particolare, EnVision trasporterà un radar capace di investigare fino a qualche centinaio di metri sotto la superficie, permettendoci di mappare intere reti di tunnel sotterranei sul secondo "sasso" dal Sole.

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