I DATI DA MARS GLOBAL SURVEYOR, CURIOSITY E INSIGHT

Cosa c’è dietro le tempeste di polvere marziane

Sarebbe uno squilibrio stagionale nella quantità di energia solare assorbita e rilasciata dal pianeta Marte la causa più probabile delle tempeste di polvere che da tempo incuriosiscono e fanno discutere gli scienziati. Lo studio, pubblicato su Pnas, può aiutare a comprendere anche i cambiamenti climatici in atto sulla Terra

     19/05/2022
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Marte nel 2001, in due immagini raccolte a un mese di distanza l’una dall’altra dal Mars Global Surveyor della NASA: nel riquadro a destra è evidente l’offuscamento completo prodotto dalla tempesta di polvere. Crediti: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Provate a gonfiare e sgonfiare un palloncino facendo uscire sempre meno aria rispetto a quella che buttate dentro: prima o poi l’eccesso d’aria che si accumula all’interno lo farà esplodere. Lo stesso concetto è stato applicato – con le dovute dimostrazioni – al Pianeta rosso, per comprendere l’origine delle tempeste di sabbia osservate periodicamente. Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas), infatti, la causa sarebbe proprio uno squilibrio nel bilancio energetico di Marte, che assorbirebbe – in alcune regioni e stagioni – molta più energia solare di quanta sia in grado di emettere sotto forma di calore. Determinare se sia proprio questo il meccanismo in atto, oltre a farci comprendere meglio la sua geologia, potrebbe risultare fondamentale per capire meglio il ruolo che il bilancio energetico della Terra assume nello sviluppo di forti tempeste, compresi gli uragani.

Il bilancio energetico radiante di un pianeta è essenziale per comprendere i suoi processi superficiali e atmosferici. I modelli e le teorie attualmente impiegate per descrivere la fisica atmosferica del Pianeta rosso partono dal presupposto che esso sia bilanciato su tutte le scale temporali. I dati su cui si è basato questo studio, quelli raccolti da diverse missioni spaziali, descrivono invece un quadro globale dell’energia emessa un po’ diverso. Le missioni in questione sono Mars Global Surveyor, Curiosity e InSight, e i loro dati sono stati confrontati su un periodo di quattro anni marziani (circa otto anni terrestri). Da essi è emerso, innanzitutto, che la potenza media emessa da Marte a livello globale è di circa 112 Watt per metro quadro. La novità e la stranezza però non stanno in questo numero, quanto nello squilibrio stagionale e diurno osservato nella potenza emessa, in netto disaccordo con quanto assunto dai modelli. In particolare, i ricercatori hanno osservato squilibri energetici sulla scala temporale delle stagioni marziane.

In un caso particolare, durante una tempesta di polvere globale avvenuta nel 2001, i dati hanno mostrato che la potenza media globale emessa era diminuita del 22 per cento circa durante il giorno, mentre quella notturna era aumentata del 29 per cento. Significa, in altre parole, che le tempeste di polvere globali potrebbero svolgere un ruolo significativo nel bilancio energetico radiante di Marte.

Ma come mai questo accade? Secondo gli scienziati, Marte sarebbe particolarmente esposto a grandi escursioni termiche a causa della sua atmosfera sottile e dell’orbita molto ellittica. Per queste due ragioni il pianeta assorbirebbe, dunque, quantità estreme di calore solare quando transita più vicino al Sole nella fase di perielio (primavera ed estate per l’emisfero meridionale di Marte), la stessa in cui compaiono le tempeste di polvere. Man mano che la sua rivoluzione lo porta più lontano dal Sole, invece, l’energia solare assorbita diminuirebbe. Questo fenomeno si verifica anche sulla Terra, ma i ricercatori hanno scoperto che su Marte è particolarmente estremo.

«Marte è un pianeta che, a differenza della Terra, non ha alcun tipo di meccanismo di immagazzinamento dell’energia» dice Ellen Creecy, dottoranda all’università di Houston e prima autrice dello studio. «I nostri grandi oceani, per esempio, aiutano a equilibrare il sistema climatico».

Eppure, su Marte ci sono segni che indicano che un tempo oceani, laghi e fiumi erano abbondanti. Che cosa è successo, dunque? Non è chiaro perché o quando il pianeta si sia trasformato in un globo caldo e polveroso con un’abbondanza di ossido di ferro – o ruggine – il cui colore caratteristico ne ha ispirato l’appellativo di Pianeta rosso.

«In passato Marte aveva oceani e laghi, ma in seguito ha subito un processo di cambiamento climatico e di riscaldamento globale» spiega Liming Li, professore associato di fisica all’università di Houston e coautore dello studio. «In qualche modo, Marte ha perso oceani e laghi. Sappiamo che il cambiamento climatico è in atto anche sulla Terra. Cosa ci insegna l’esperienza di Marte per il futuro della Terra? Se allarghiamo un po’ la nostra prospettiva, in fin dei conti, la Terra non è che un pianeta. Con un solo punto o termine di paragone, non riusciamo mai a vedere una visione completa. Dobbiamo guardare tutti i punti, tutti i pianeti, per avere un quadro completo dell’evoluzione della Terra. E studiando la storia di Marte possiamo ottenere molto. Che cos’è il cambiamento climatico? Qual è la fase futura del nostro pianeta? Qual è l’evoluzione della Terra? Sono tante le cose che possiamo imparare da altri pianeti».

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