Sulla Terra, le nuvole si formano quando abbastanza gocce d'acqua si condensano dall'aria. E quelle goccioline richiedono la formazione di un minuscolo granello di polvere o sale marino, chiamato nucleo di condensazione. Nell'atmosfera terrestre, quei minuscoli granelli di polvere sono sospesi nell'atmosfera dove innescano la formazione di nuvole. Ma su Marte?
Marte ha qualcos'altro in corso.
Scienziati planetari hanno osservato le nuvole nella media atmosfera di Marte per lungo tempo. L'atmosfera centrale inizia a circa 30 km (18 miglia) sopra la superficie. Ma gli scienziati non hanno mai osservato le particelle di polvere necessarie per seminare quelle nuvole in quella parte dell'atmosfera.
Un nuovo studio afferma che i meteoriti svolgono un ruolo nell'innescare la formazione delle nuvole.
"Le nuvole non si formano da sole", ha dichiarato Victoria Hartwick, studentessa del Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale di CU Boulder e autrice principale dell'articolo. "Hanno bisogno di qualcosa su cui possano condensarsi."
Ogni giorno, circa tre tonnellate di polvere entrano nell'atmosfera marziana. La polvere si schianta dalle meteore ad un'altitudine di circa 80-90 km (50-56 miglia). Alcune di esse si ricagulano in particelle abbastanza grandi da fungere da nuclei di condensazione. Secondo lo studio, si formano nuvole di ghiaccio d'acqua su quei nuclei, creando le nuvole osservate nella media atmosfera di Marte.
Una chiave di questo studio proviene dal veicolo spaziale MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) della NASA. MAVEN ha rilevato la polvere di meteorite in strati pervasivi in alto nell'atmosfera marziana. Secondo l'articolo, questo "suggerisce una fornitura continua di particelle di fumo meteorico che si depositano ad altitudini inferiori".
Hartwick e il suo team si sono rivolti a simulazioni al computer dell'atmosfera di Marte per vedere quale ruolo ha avuto questa polvere di meteorite ad alta quota nella formazione delle nuvole. La simulazione è stata progettata per imitare il flusso e la turbolenza nell'atmosfera di Marte.
Una volta incluse queste 3 tonnellate di polvere interplanetaria, le simulazioni hanno mostrato che le nuvole appaiono proprio dove gli scienziati le osservano. Il modello non l'aveva mai dimostrato prima.
"Il nostro modello non era in grado di formare nuvole a queste altitudini prima", ha detto Hartwick in un comunicato stampa. "Ma adesso sono tutti lì e sembrano essere nei posti giusti."
Certo su Marte, le nuvole sono molto diverse. Mentre le nuvole terrene come cumulonembi, note anche come nuvole temporalesche o incudine, rendono evidente la loro connessione con il clima e il tempo, le nuvole marziane sono diverse. Si formano come sottili e sussurri collezioni di cristalli di ghiaccio. Ma ciò non significa che non abbiano un ruolo nel clima marziano.
Lo studio ha dimostrato che queste nuvole di atmosfera marziana sussurrate possono avere un grande impatto sul clima. Le nuvole marziane possono far oscillare verso l'alto o verso il basso le temperature ad alta quota fino a 10 gradi Celsius (18 gradi Fahrenheit).
In questo studio ci sono ulteriori risultati oltre alla semplice formazione di nuvole. La simulazione ha anche mostrato che la polvere meteorica fa sì che le nuvole del cappuccio polare raggiungano più in alto nell'atmosfera. Mostra anche che la cellula Hadley stagionale è indebolita.
Ciò è significativo a causa del ruolo che la cellula Hadley gioca su Marte. La cellula Hadley è un modello a bassa latitudine di circolazione atmosferica in cui l'aria viene riscaldata all'equatore, costringendola a salire. L'aria calda viene spinta verso i poli e mentre viaggia si raffredda e scende di nuovo. Quindi, se queste nuvole ispirate alla polvere di meteoriti stanno indebolendo la cellula Hadley, allora che tre tonnellate di polvere stanno avendo un effetto di grandi dimensioni sul clima.
Brian Toon, uno dei tre autori dello studio, è anche del Dipartimento di Scienze dell'atmosfera e dell'oceano (ATOC) dell'Università del Colorado. Pensa che questo studio apra una finestra sul clima passato di Marte e su come il pianeta avesse acqua liquida sulla sua superficie.
"Sempre più modelli climatici stanno scoprendo che l'antico clima di Marte, quando i fiumi scorrevano sulla sua superficie e la vita potrebbe aver avuto origine, è stato riscaldato da nuvole d'alta quota", ha detto Toon. "È probabile che questa scoperta diventerà una parte importante di quell'idea per il riscaldamento di Marte."
Tendiamo a pensare al clima di un pianeta come un sistema ampiamente interno, ovviamente diverso dalla luce solare. Ma questo studio mostra che gli eventi nell'ambiente di un pianeta - lo stesso Sistema Solare - possono avere grandi effetti sul tempo.
"Siamo abituati a pensare alla Terra, a Marte e ad altri corpi come a questi pianeti veramente autonomi che determinano i loro climi", ha affermato Hartwick. "Ma il clima non è indipendente dal sistema solare circostante."
Il documento si chiama "Formazione di nuvole di ghiaccio d'acqua ad alta quota su Marte controllata da particelle di polvere interplanetaria". Gli autori sono Victoria Hartwick, Brian Toon e Nicholas Heavens alla Hampton University in Virginia. L'articolo è stato pubblicato su Nature Geoscience.
Fonti:
- Comunicato stampa: le meteore aiutano a formare le nuvole marziane
- Research Paper: Formazione di nuvole di ghiaccio d'acqua ad alta quota su Marte controllate da particelle di polvere interplanetaria
- Arizona State University: Martian Wind
- Space Magazine: Cirrus Clouds ha aiutato a mantenere caldo e umido Marte precoce?
