Tracce del diavolo della polvere. Credito d'immagine: NASA / JPL. clicca per ingrandire
Ah, estate marziana! Infine, i giorni sono lunghi, proprio come sulla cara vecchia Terra. E i massimi diurni salgono fino a un mite 20 ° C (68 ° F) dal minimo notturno estivo di -90 ° C (-130 ° F), il che significa che tu e i tuoi compagni astronauti potete riscaldare i vostri macchinari prima di ottenere un buon inizio per le operazioni di mining.
I diavoli della polvere su Marte si formano allo stesso modo dei deserti sulla Terra. "Hai bisogno di un forte riscaldamento superficiale, quindi il terreno può diventare più caldo dell'aria sopra di esso", spiega Lemmon. L'aria riscaldata meno densa vicino al suolo si alza, perforando attraverso lo strato di aria più fresca e densa sopra; pennacchi in aumento di aria calda e pennacchi in calo di aria fresca iniziano a circolare verticalmente nelle celle di convezione. Ora, se una raffica di vento orizzontale soffia attraverso, "gira le celle di convezione sui loro lati, così iniziano a girare in orizzontale, formando colonne verticali - e dando inizio a un diavolo di polvere".
L'aria calda che sale attraverso il centro della colonna alimenta l'aria vorticosa sempre più veloce, abbastanza veloce da iniziare a raccogliere sabbia. La sabbia che raschia il terreno rimuove quindi la polvere fine e la colonna centrale di aria calda che sale spunta la polvere in alto. Una volta che i venti orizzontali prevalenti iniziano a spingere il diavolo di polvere sul terreno, guarda fuori!
"Se ti trovassi accanto al rover Spirit proprio ora [nel cratere Gusev] nel bel mezzo della giornata, potresti vedere una mezza dozzina di diavoli di polvere", dice Lemmon. Ogni giorno di primavera o estate marziano, i diavoli della polvere iniziano ad apparire intorno alle 10 mentre il terreno si riscalda e iniziano a ridursi verso le 15 quando il terreno si raffredda (il giorno solare di Marte di 24 ore e 39 minuti è solo 39 minuti più lungo della Terra). Sebbene la frequenza e la durata esatte dei diavoli di polvere marziani siano sconosciute, le fotografie di Mars Global Surveyor in orbita rivelano innumerevoli percorsi erranti a tutte le latitudini del pianeta. Queste tracce attraversano la superficie dove i diavoli della polvere hanno spazzato via materiale di superficie sciolto per rivelare il terreno di colore diverso sottostante.
Inoltre, i diavoli della polvere reali sono stati fotografati dall'orbita, alcuni dei quali larghi da 1 a 2 chilometri attraverso alla loro base e (dalle loro ombre) torreggianti da 8 a 10 km di altezza.
Ciò che incuriosisce Farrell dall'aver inseguito i diavoli della polvere nel deserto dell'Arizona, tuttavia, è lo strano fatto che i diavoli della polvere terrestre sono caricati elettricamente - e potrebbero esserlo anche i diavoli della polvere marziana.
I diavoli della polvere prendono la loro carica da granelli di sabbia e polvere che si sfregano nel turbine. Quando alcune coppie di materiali diversi si uniscono, un materiale rinuncia ad alcuni dei suoi elettroni (cariche negative) all'altro materiale. Tale separazione delle cariche elettriche si chiama carica triboelettrica, il prefisso "tribo" (pronunciato TRY-bo) che significa "sfregamento". La ricarica triboelettrica ti fa rizzare i capelli quando ti sfreghi un palloncino contro la testa. Polvere e sabbia, come plastica e capelli, formano una coppia tribolelettrica. (Polvere e sabbia non sono necessariamente fatte della stessa roba, osserva Lemmon, perché "la polvere può essere espulsa da qualsiasi luogo".) Le particelle di polvere più piccole tendono a caricarsi negativamente, portando via gli elettroni dai granelli di sabbia più grandi.
Poiché la colonna centrale crescente di aria calda che alimenta il diavolo della polvere trasporta la polvere caricata negativamente verso l'alto e lascia la sabbia più pesante caricata positivamente che turbina vicino alla base, le cariche si separano, creando un campo elettrico. "Sulla Terra, con strumenti abbiamo misurato campi elettrici nell'ordine di 20 mila volt al metro (20 kV / m)", afferma Farrell. Sono noccioline rispetto ai campi elettrici nei temporali terrestri, in cui i fulmini non lampeggiano finché i campi elettrici non diventano 100 volte maggiori, abbastanza da ionizzare (rompere) le molecole d'aria.
Ma un mero 20 kV / m "è molto vicino al crollo della sottile atmosfera marziana", sottolinea Farrell. Più significativamente, i diavoli della polvere marziana sono molto più grandi delle loro controparti terrestri che la loro energia elettrica immagazzinata potrebbe essere molto più alta. "Come dovrebbero scaricare questi campi?" lui chiede. "Avresti un fulmine marziano dentro i diavoli della polvere?" Anche se i fulmini non si verificano normalmente, la presenza di un astronauta, di un rover o di un habitat potrebbe indurre scarichi filamentosi o archi locali. "La cosa a cui devi davvero fare attenzione sono gli angoli, in cui i campi elettrici possono diventare molto potenti", aggiunge. "Potresti voler arrotondare il tuo veicolo o habitat."
Un'altra considerazione per gli astronauti su Marte sarebbe "radio statica mentre i granuli carichi colpiscono le antenne a filo nudo", avverte Farrell. E dopo che il diavolo di polvere è passato e se ne è andato, un ricordo duraturo del suo passaggio sarebbe una maggiore adesione della polvere a tute spaziali, veicoli e habitat tramite aggancio elettrostatico, lo stesso fenomeno che fa sì che le calze si attacchino quando vengono tirate fuori dagli abiti rendere più difficile la pulizia prima di rientrare in un habitat.
Poiché i diavoli della polvere marziana possono torreggiare da 8 a 10 chilometri di altezza, i meteorologi planetari ora pensano che i diavoli possano essere responsabili del lancio di così tanta polvere nell'atmosfera marziana. Soprattutto per gli astronauti, quella polvere può trasportare anche cariche negative nell'atmosfera. L'accumulo di cariche sulla cima della tempesta potrebbe costituire un pericolo per un razzo che decolla da Marte, come accadde ad Apollo 12 nel novembre 1969 quando decollò dalla Florida durante un temporale: lo scarico del razzo si ionizzò o ruppe le molecole d'aria, lasciando un scia di molecole cariche fino a terra, innescando un fulmine che ha colpito l'astronave.
"I primi navigatori del mare, come Columbus, capirono che le loro navi dovevano essere progettate per condizioni meteorologiche estreme", sottolinea Farrell. "Per progettare una missione su Marte, dobbiamo conoscere gli estremi del clima marziano - e quegli estremi sembrano essere sotto forma di tempeste di polvere e diavoli".
Fonte originale: Comunicato stampa della NASA
