Sorprendente scoperta

Gli scienziati, che utilizzano uno strumento a bordo delle navicelle spaziali Mars Atmosphere e Volatile EvolutioN della NASA (MAVEN), hanno scoperto che il vapore acqueo vicino alla superficie del Pianeta Rosso si trova più in alto nell’atmosfera di quanto chiunque si aspettasse fosse possibile. Lì, viene facilmente distrutto da particelle di gas elettricamente cariche – o ioni – e disperso nello spazio.

I ricercatori hanno detto che il fenomeno che hanno scoperto è uno dei tanti che ha portato Marte a perdere l’equivalente di un oceano d’acqua globale fino a centinaia di piedi (o fino a centinaia di metri) di profondità nel corso di miliardi di anni.

Riportando la loro scoperta il 13 novembre sulla rivista Science, i ricercatori hanno detto che Marte continua a perdere acqua anche oggi, poiché il vapore viene trasportato ad alta quota dopo essersi sublimato dalle calotte polari congelate durante le stagioni più calde.

Siamo stati tutti sorpresi di trovare acqua così in alto nell’atmosfera“, ha detto Shane W. Stone, un dottorando in scienze planetarie presso il Laboratorio Lunare e Planetario dell’Università dell’Arizona a Tucson. “Le misure che abbiamo usato avrebbero potuto provenire solo da MAVEN, che si libra nell’atmosfera di Marte, al di sopra della superficie del pianeta“.

Strumenti e dati di rilevazione

Per fare la loro scoperta, Stone e i suoi colleghi si sono affidati ai dati del Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS) di MAVEN, sviluppato presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. Lo spettrometro di massa inala l’aria e separa gli ioni che la compongono dalla loro massa, che è il modo in cui gli scienziati li identificano.

Stone e il suo team hanno monitorato l’abbondanza di ioni d’acqua alta su Marte per più di due anni marziani. Così facendo, hanno determinato che la quantità di vapore acqueo vicino alla sommità dell’atmosfera a circa 93 miglia, o 150 chilometri, al di sopra della superficie è più alta durante l’estate nell’emisfero sud. Durante questo periodo, il pianeta è più vicino al Sole, e quindi più caldo, e le tempeste di polvere sono più probabili che si verifichino.

Credits: University of Arizona/Shane Stone/NASA Goddard/Dan Gallagher

Le calde temperature estive e i forti venti associati alle tempeste di polvere aiutano il vapore acqueo a raggiungere le parti più alte dell’atmosfera, dove può essere facilmente scisso nei sui costituenti ( ossigeno e idrogeno). L’idrogeno e l’ossigeno fuoriescono quindi nello spazio. In precedenza, gli scienziati pensavano che il vapore acqueo fosse intrappolato vicino alla superficie marziana come sulla Terra.

Tutto ciò che lo compone nella parte più alta dell’atmosfera viene distrutto, su Marte o sulla Terra“, ha detto Stone, “perché questa è la parte dell’atmosfera che è esposta alla piena forza del Sole“.

Credits: NASA/Goddard/CI Lab/Adriana Manrique Gutierrez/Krystofer Kim

I ricercatori hanno misurato 20 volte più acqua del solito in due giorni nel giugno 2018, quando una forte tempesta di polvere globale ha avvolto Marte (quella che ha messo fuori uso il rover Opportunity della NASA). Stone e i suoi colleghi hanno stimato che Marte ha perso tanta acqua in 45 giorni durante questa tempesta quanta ne ha persa durante un intero anno marziano, che dura due anni terrestri.

Abbiamo dimostrato che le tempeste di polvere interrompono il ciclo dell’acqua su Marte e spingono le molecole d’acqua più in alto nell’atmosfera, dove le reazioni chimiche possono rilasciare i loro atomi di idrogeno, che vengono poi dispersi nello spazio“, ha detto Paul Mahaffy, direttore della divisione di esplorazione del sistema solare della NASA Goddard e ricercatore principale di NGIMS.

L’importanza della scoperta

Anche altri scienziati hanno scoperto che le tempeste di polvere marziana possono sollevare il vapore acqueo molto al di sopra della superficie. Ma nessuno si era finora reso conto che l’acqua sarebbe arrivata fino alla sommità dell’atmosfera. Ci sono abbondanti ioni in questa regione dell’atmosfera che possono rompere le molecole d’acqua 10 volte più velocemente di quanto non vengano distrutte a livelli più bassi.

L’aspetto unico di questa scoperta è che ci fornisce un nuovo percorso che non pensavamo esistesse per l’acqua per sfuggire all’ambiente marziano“, ha detto Mehdi Benna, scienziato planetario di Goddard e co-investigatore dello strumento NGIMS di MAVEN. “Cambierà radicalmente le nostre stime sulla velocità di fuga dell’acqua oggi e sulla velocità con cui è fuggita in passato“.

Questa ricerca è stata finanziata dalla missione MAVEN. Il ricercatore principale di MAVEN ha sede presso il Laboratorio di Fisica dell’Atmosfera e dello Spazio dell’Università del Colorado Boulder, e la NASA Goddard gestisce il progetto MAVEN.