L'atmosfera marziana è molto diversa da quella terrestre. Ma quella traccia di vapore acqueo gioca ancora un ruolo pronunciato nel clima.
La NASA è molto interessata all'atmosfera, al clima e al clima di Marte. Più sanno di Marte, più efficacemente possono pianificare le missioni. E comprendere l'attuale Marte può aiutarci a comprendere la storia del Sistema Solare, come si evolvono i pianeti e com'era il clima di Marte nel passato antico.
La NASA ha un intero team dedicato alla comprensione del clima marziano. Si chiama Mars Climate Modeling Center. Il loro lavoro si concentra sui tre componenti critici nell'atmosfera marziana: vapore acqueo, anidride carbonica e polvere. Nella simulazione seguente, le nuvole di ghiaccio d'acqua si formano e si disperdono durante il giorno.
Le nuvole marziane sono molto più sottili delle nuvole sulla Terra. Ma si comportano in modo simile. La simulazione sopra mostra una giornata estiva nell'emisfero settentrionale. Le nuvole si formano sopra l'equatore di notte e sono più spesse appena prima dell'alba. Mentre il sole riscalda l'atmosfera durante il giorno, si dissipano, quindi al crepuscolo iniziano a formarsi di nuovo.
La simulazione proviene dal Mars Climate Modeling Center e mostra che anche se le nuvole sono più sottili della Terra, svolgono un ruolo vitale nei sistemi eolici del pianeta. Ciò significa che aiutano anche a modellare il movimento dell'acqua intorno al pianeta.
Il Climate Modeling Center utilizza potenti supercomputer per creare queste simulazioni. Un'atmosfera planetaria è estremamente complessa e ci vogliono computer potenti e modelli sofisticati per capirla. Al Modeling Center, fanno affidamento sui General Circulation Models (GCM) per gran parte del loro lavoro.
Una spinta del lavoro del Centro è comprendere l'attuale ciclo dell'acqua su Marte. Sul sito web del Centro dice: "Vogliamo determinare se il ciclo dell'acqua osservato è solo il risultato dello scambio con il tappo residuo nord, o se sono necessarie altre fonti come una regolite attiva". Attualmente, stanno modellando Marte con la calotta polare settentrionale come unica fonte d'acqua. Le loro simulazioni stanno dando buoni risultati, ma ci sono ancora problemi.
Il Modeling Center sta anche cercando di capire l'antica Marte e come avrebbe potuto avere un ambiente caldo e umido miliardi di anni fa, quando il Sole era più debole. Una possibilità è che Marte avesse un'atmosfera molto più densa di CO2 che intrappolasse più calore. Un'altra possibilità riguarda i cambiamenti climatici generati dall'impatto.
Un altro focus del Centro è la polvere marziana. È chiaro che la polvere gioca un ruolo enorme su Marte, ma non è ben compresa. Sul sito web del Climate Modeling Center dice "... sta diventando sempre più chiaro che le parametrizzazioni utilizzate nei GCM per il sollevamento della polvere non catturano la fisica coinvolta in tutti gli eventi di raccolta della polvere".
Periodicamente, il pianeta è avvolto da tempeste di polvere globali che possono persistere per mesi. Comprendere queste tempeste è necessario per missioni riuscite sul pianeta. La NASA sapeva in anticipo che il lander InSight sarebbe arrivato su Marte vicino alla fine di una tempesta di polvere, e si sono preparati di conseguenza. Grazie alla modellistica climatica, la NASA sapeva che durante le tempeste di polvere l'atmosfera superiore si riscalda, mentre l'atmosfera inferiore si raffredda. Gli ingegneri della missione hanno preparato InSight per operare in quelle condizioni.
Il Climate Modeling Center è solo un modo in cui la NASA utilizza i supercomputer. Alla conferenza internazionale sul supercomputer (SC 19) di Denver dal 18 al 22 novembre, hanno presentato 38 dei loro progetti computazionali, incluso il loro aereo X-57 elettrico, una simulazione di come le prime galassie si evolvono con il gas che li circonda e un sforzo per mappare e quantificare gli alberi nell'Africa sub-sahariana.
Di Più:
- Comunicato stampa: Una nuvolosa notte marziana, attraverso gli occhi di un supercomputer
- Comunicato stampa: cos'è il Mars Climate Modeling Center della NASA?
- NASA Ames Mars Climate Modeling Center
