Si chiama Avengers ed è un progetto internazionale a guida Inaf che durante i prossimi anni si occuperà di selezionare e analizzare una serie di vulcani attivi terrestri da usare come analoghi per lo studio del vulcanismo attivo su Venere. L’analisi comparativa ci aiuterà anche a studiare meglio la struttura interna e l’atmosfera dei pianeti extrasolari.
Erano gli anni della corsa allo spazio e dell’instancabile competizione tra Stati Uniti e Unione Sovietica. In quegli anni la superficie di Venere venne svelata dai lander dei programmi sovietici Venera e Vega, che atterrarono su di essa, e dalle immagini radar della sonda orbitante Nasa Magellan, che ne mostrarono la fisiografia globale. Le immagini e i dati di queste missioni ci svelarono un mondo vulcanico che – sebbene simile alla Terra per dimensioni e composizione interna – se ne discosta molto per le condizioni ambientali in superficie. Una temperatura costante di 475° C (sufficiente a fondere il piombo) e una pressione atmosferica di 90 bar (identica a quella che si percepirebbe a 900 metri sott’acqua) fanno della superficie di Venere un vero e proprio inferno, del tutto inadatto a ospitare qualsiasi forma di vita.
NUOVE ESPLORAZIONI
In queste pagine: il paesaggio vulcanico dell’Etna con un rift che intaglia lave di tipo hawaiano. Una configurazione visibile anche su alcuni vulcani venusiani. Crediti: Inaf/P. D’Incecco
Eccezion fatta per la missione europea Venus Express e quella giapponese Akatsuki, che si sono focalizzate sullo studio dell’atmosfera di Venere, è da circa un trentennio ormai che la superficie di Venere non viene investigata. Tutto questo sta finalmente per cambiare: le missioni americane Davinci e Veritas, la missione europea EnVision (in collaborazione con gli Stati Uniti), la missione russa Venera-D, e infine la Isro Venus Orbiter Mission, tutte recentemente selezionate per il lancio, apriranno una nuova era dell’esplorazione di Venere nel prossimo decennio.
Con l’ausilio di una specifica strumentazione, la missione americana Davinci analizzerà le nubi, l’atmosfera e l’emissione termica della superficie di Venere. Una sonda discendente analizzerà inoltre la composizione chimica verticale dell’atmosfera durante la discesa, fino ad atterrare in una delle aree geologicamente più antiche del pianeta, per inviarci delle fantastiche immagini dalla sua superficie.
La missione americana Veritas effettuerà una mappatura radar globale della superficie di Venere, spingendosi fino a una risoluzione massima di gran lunga superiore a quella della missione Magellan. Questo ci permetterà di osservare la superficie di Venere con un livello di dettaglio senza precedenti. Grazie a ripetuti passaggi al di sopra di una stessa area in diversi momenti, Veritas sarà anche in grado di rilevare possibili cambiamenti nel paesaggio causati da eventuali eruzioni in corso.
L’europea EnVision osserverà la superficie e l’atmosfera di Venere alla ricerca di tracce di vulcanismo attivo. Lo strumento radar di EnVision (costruito negli Stati Uniti) mapperà alcune aree selezionate della superficie di Venere a una risoluzione ancora maggiore rispetto a Veritas. Tramite un radar a penetrazione del suolo, tutto italiano (Università di Trento), sarà inoltre possibile osservare anche il sottosuolo di Venere, un tipo di analisi mai condotto prima sul gemello infernale della Terra.
Tramite una sonda orbitante, la missione russa Venera-D analizzerà la circolazione atmosferica di Venere e – unica fra tutte le missioni selezionate per il lancio – sarà dotata di un lander (simile a quelli dei programmi sovietici Venera e Vega) che atterrerà sulla superficie del pianeta, inviando immagini e dati sulla composizione chimica del suolo venusiano.
L’indiana Venus Orbiter Mission mapperà anch’essa la superficie di Venere con uno strumento radar che però sarà specificamente in grado di riconoscere la rugosità dei depositi vulcanici superficiali, aiutandoci a comprendere meglio i diversi tipi di lave che caratterizzano la superficie di Venere e fornendo quindi informazioni complementari a quelle delle altre missioni.
Uno degli obiettivi principali di tutte queste missioni sarà l’analisi e il rilievo di attività vulcanica in corso su Venere. Studiare le aree di vulcanismo attivo su Venere è fondamentale in quanto può aiutare gli esperti a rivelare indizi sulla storia geologica e l’evoluzione di questo pianeta, tra cui lo stato fisico-chimico del suo interno (temperatura, composizione, contenuto volatile) e la formazione e l’evoluzione della sua densa atmosfera. Comprendere i meccanismi che hanno portato allo sviluppo del cosiddetto runaway greenhouse effect (“effetto serra galoppante”) su Venere può darci informazioni preziose riguardo i meccanismi alla base dell’effetto serra sul nostro pianeta, e in futuro potrà anche aiutarci a studiare meglio la composizione interna e l’atmosfera dei pianeti extrasolari di tipo terrestre, di cui le missioni europee Plato e Ariel andranno alla ricerca nei prossimi anni.
Da sinistra: Isabella Pagano, Giuseppe Leto, Piero D’Incecco, Stefano Branca e Rosa Anna Corsaro (Ingv), Sofia Cussini, Stefano Parisini, Chiara Badia. Crediti: Inaf/P. D’Incecco
IL PROGETTO AVENGERS
Parafrasando Tony Stark nel film The Avengers, i ricercatori che si occupano dello studio di Venere potrebbero dire che «se in questi anni non abbiamo potuto proteggere Venere (dall’essere dimenticato), potete essere certi che lo vendicheremo». Le parole di Tony Stark esprimono infatti molto bene il mood della comunità venusiana che, dopo un’attesa durata oltre un trentennio, ha finalmente il piacere di vedere il gemello infernale della Terra sotto i riflettori dell’esplorazione spaziale nel prossimo decennio.
A questo proposito, il progetto Analogs for VENus’ GEologically Recent Surfaces (Avengers) mira a selezionare un certo numero di vulcani attivi terrestri al fine di usarli come analoghi per l’analisi e il rilievo dell’attività vulcanica recente, e possibilmente in corso, su Venere, che sarà investigata dalle prossime missioni. Il progetto Avengers, a guida dell’Inaf d’Abruzzo, sarà un potente strumento per consentire uno sfruttamento più efficiente dei dati che saranno forniti in gran quantità dalle future indagini su Venere nel prossimo decennio e anche per formulare e preparare missioni future che comprendano analisi in situ.
Una vista prospettica tridimensionale, generata al computer, dell’Eistla Regio: il vasto altopiano situato nell’emisfero settentrionale del pianeta Venere. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech
In ultimo, ma non per importanza, il progetto Avengers si porrà come ponte di collaborazione internazionale tra i team delle future missioni su Venere e ricercatori di tutto il mondo. Un progetto internazionale inclusivo a cui, oltre all’Inaf d’Abruzzo, collaborano: la leadership della missione Nasa Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging (Davinci); la leadership della missione Esa Planetary Transits and Oscillations of stars (Plato); la leadership della missione Roscosmos Venera-D; il radar team della Venus Orbiter Mission (Vom) dell’Indian Space Science Organisation (Isro); la leadership dell’Osservatorio Etneo dell’Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia (Ingv). Inoltre, partecipa al progetto Avengers anche la leadership del Nasa Venus Exploration Analysis Group (Vexag), nonché molti altri ricercatori di istituti e università di tutto il mondo.
L’ETNA PER VENERE
Il primo vulcano analogo terrestre selezionato per uno studio comparativo con i vulcani potenzialmente attivi di Venere è l’Etna, obiettivo della prima spedizione ufficiale del progetto Avengers che ha avuto luogo a maggio 2024. Tra i più attivi e monitorati al mondo, l’Etna è un vulcano facilmente raggiungibile, offrendo così la possibilità di campionare depositi vulcanici in situ. Durante la sua storia evolutiva, l’Etna è stato caratterizzato da diverse fasi eruttive, alcune più effusive (come i vulcani hawaiani) e altre più esplosive. L’ampia varietà di depositi vulcanici dell’Etna offre la possibilità di studiare quindi diversi tipi di lave, che saranno a breve analizzate in vari laboratori di tutto il mondo, grazie al supporto dei collaboratori del progetto Avengers. Le analisi di laboratorio ci aiuteranno a capire quanto queste lave siano simili rispetto a quelle che verranno osservate dalle sonde che orbiteranno intorno a Venere durante le future missioni del prossimo decennio.
Un primo studio comparativo, pubblicato recentemente sulla rivista Icarus e apripista del progetto Avengers, ha messo in comparazione l’Etna con un vulcano possibilmente attivo di Venere, Idunn Mons. Questo studio mostra come i depositi vulcanici dell’Etna siano intagliati da zone di rift (una frattura della crosta terrestre) da cui vengono attraversati. È proprio questa interazione tra depositi lavici e rift a renderlo un analogo particolarmente interessante, dato che su Venere molti dei vulcani geologicamente più recenti interagiscono anch’essi con delle zone di rift.
Questo studio comparativo ha anche evidenziato come le strutture vulcaniche presenti nelle vicinanze del vulcano venusiano Idunn Mons siano morfologicamente simili ai coni di scorie presenti nelle vicinanze dell’Etna. La possibile presenza su Venere di strutture tipiche di vulcanismo piroclastico (quindi più esplosivo), come i coni di scorie, sarebbe sorprendente, dato che su Venere si ritiene che il vulcanismo sia di natura principalmente effusiva.
Uno dei vulcani possibilmente attivi su Venere, situato nell’emisfero meridionale del pianeta e con un diametro di circa 200 chilometri. Crediti: Esa/Nasa
IL FUTURO DI AVENGERS
L’Etna è solo il primo di una serie di analoghi che verranno analizzati nei prossimi anni all’interno del progetto Avengers. A dicembre 2024 ha avuto infatti luogo la seconda spedizione del progetto, presso il complesso vulcanico Cumbre Vieja sull’isola La Palma alle Canarie. Cumbre Vieja è caratterizzato da un vulcanismo effusivo di origine molto profonda (di tipo hot spot), che lo rende un buon analogo per lo studio del vulcanismo venusiano dato che la comunità venusiana è concorde sul fatto che molti vulcani di Venere siano caratterizzati da questa tipologia di vulcanismo.
Oltre al Cumbre Vieja, altre aree di vulcanismo attivo terrestri saranno analizzate in futuro, anche tramite l’utilizzo di immagini radar ad alta risoluzione. Alcuni altri analoghi terrestri attualmente selezionati dal progetto Avengers sono il Kilauea alle Hawaii, lo Stromboli in Sicilia, e l’East African Rift System.