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Come Marte ha perso la propria atmosfera

Marte

Ormai è da tempo che si ritiene, con molta probabilità di successo, che Marte fosse un paradiso dal punto di vista abitativo: minerali che si formano solo in presenza di acqua e antichi letti di fiumi stanno lì a parlarcene, ma poi qualcosa ha fatto evaporare tutta questa acqua e la causa principale è stata una perdita dell'atmosfera

I dati di MAVEN, elaborati dal Laboratory for Atmospheric and Space Physics, mostrano come il 65% dell'argon presente all'epoca sia andato perduto. Ma come si perde l'atmosfera? I processo possibili sono due: l'atmosfera viene intrappolata nelle rocce a causa di reazioni chimiche oppure viene spazzata via dal vento soffiato dalla stella madre, e questa ultima sembra proprio la soluzione operante su Marte. 

Le misurazioni ufficiali, infatti, indicano come la quantità strappata dal vento solare sia del tutto sufficiente a modificare il clima marziano nel tempo, soprattutto in virtù del fatto che il Sole giovane era molto più potente in ultravioletto e forza del vento. Eventuale vita microbica presente sul pianeta sarebbe stata spazzata via dal raffreddarsi delle condizioni climatiche, oppure sarebbe stata confinata in piccole oasi rimaste ancora un po' nel tempo. 

Queste misurazioni sono state effettuate basandosi su due isotopi dell'argon, uno più leggero dell'altro, e vedendo le abbondanze dell'uno rispetto all'altro considerando il fatto che quello leggero, ovviamente, scappa via prima dall'atmosfera lasciando un tasso a favore del parente pesante. Si tratta di un gas nobile che non interagisce chimicamente e che, quindi, non può rimanere intrappolato nelle rocce: quel che manca è soltanto fuggito via. Una volta compreso il comportamento dell'argon è possibile estrapolare i dati anche per altri elementi come, ad esempio, l'anidride carbonica, fondamentale per l'effetto serra e per la ritenzione di calore. 

Perdita di atmosfera su Marte, rappresentazioneNella fuga di atmosfera da Marte un ruolo sorprendente lo gioca la radiazione ultravioletta del Sole, un ruolo che soltanto nel 2018 è stato evidenziato. Si è sempre ritenuto che la fuga di ioni fosse causata da un effettivo trasferimento di energia dal vento solare alla ionosfera marziana ma ciò che, contro-intuitivamente, si nota è, invece, come l'incremento di produzione di ioni innescato dalla radiazione ultravioletta si comporti addirittura come uno scudo per l'atmosfera marziana. Davvero una minima energia, però, è sufficiente agli ioni stessi a fuggire nello spazio e questo è causa della bassa gravità marziana
La natura ionizzante delle radiazioni solari produce più ioni di quelli che possono essere rimossi dal vento solare. Sebbene l'aumento della produzione di ioni contribuisca a proteggere l'atmosfera inferiore dall'energia trasportata dal vento solare, il riscaldamento degli elettroni sembra essere sufficiente a spazzar gli ioni creando una sorta di vento polare. La debole gravità di Marte non trattiene gli ioni, che fuggono nello spazio a prescindere dall'energia fornita dal vento solare. 
Su Venere, dove la gravità è maggiore, serve molta più energia per liberare l'atmosfera in questo modo e gli ioni che escono dal lato rivolto verso il Sole probabilmente ricadono sul pianeta, salvo ulteriori accelerazioni. 
Su Venere l'energia del vento solare può quindi avere un peso rilevante, ma su Marte può limitarsi ad accelerare una fuga già in atto. A questo punto, forse un campo magnetico non è poi così importante come la gravità stessa.


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