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Marte, tra rivoli e ghiaccio notturno

RSL su Marte
 
Uno studio guidato da Matthew Chojnacki dell'Università dell'Arizona prende i dati ottenuti da HiRise a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter per "contare" le strisce scure che stagionalmente, nel periodo estivo, solcano i pendii di alcune strutture, riportando alla mente dei rivoli di acqua
Questi rivoli (Recurring Slope Lineae, o RSL) sono presenti in elevata quantità soprattutto nelle regioni orientali e centrali della Valles Marineris, in corrispondenza dei canyon: il loro numero va da poche unità a più di mille in ciascuno dei 41 siti studiati. Finora strutture di questo tipo, per i bacini da impatto, erano state ricondotte a risalite di acqua provocate proprio dall'impatto, ma questi canyon hanno strutture diverse che devono implicare un meccanismo diverso, e quello più gettonato riguarda l'acquisizione di vapore acqueo atmosferico da parte di alcuni sali presenti nel suolo. 
Il problema che nasce riguarda la quantità di vapore acquo richiesto per un processo simile: non che in atmosfera manchi una quantità simile, compresa tra 30 mila e 100 mila metri cubi, ma occorre verificare quale sia in effetti un processo in grado di acquisire così tanta acqua dall'atmosfera e cosa abbia di speciale questa zona rispetto alle altre. 
 
Zone ghiacciate su Marte
 
Sempre stagionale sembra il comportamento di altre parti di Marte: alcune zone di polvere infatti diventano talmente fredde nelle notti estive, anche in prossimità dell'equatore, tanto da somigliare alle zone più fredde, polari, in inverno. Anche questa ricerca si basa sui dati della Mars Reconnaissance Orbiter. La superficie di queste zone appare così fredda durante la notte da creare uno strato sottile di anidride carbonica ghiacciata. Il ghiaccio evapora durante la mattina. La polvere è abbastanza presente, in queste regioni, e la capacità termica è così bassa da provocare escursioni termiche giornaliere abbastanza alte. L'evaporazione quotidiana dei cristalli di ghiaccio che si formano tra i grani di questa polvere può aiutare a mantenere soffice la polvere e quindi a sostenere questo freddo durante la notte inoltrata. 
L'anidride carbonica è l'ingrediente principale dell'atmosfera di Marte, con il pianeta che detiene anche elevate riserve dello stesso elemento in forma ghiacciata nelle calotte polari. Il congelamento e lo scongelamento di anidride carbonica in base alle stagioni e alle latitudini è uno dei fenomeni maggiormente studiati per il pianeta rosso ed è legato a strani fenomeni come eruzioni di ghiaccio sotto forma di geyser
Lo studio mostra che la temperatura notturna scende così tanto, anche a basse latitudini, da generare il congelamento dell'anidride carbonica presente in bassa atmosfera. Il ghiaccio accumulato indica che il freddo di queste zone non ha nulla da invidiare al freddo invernale delle regioni polari di Marte
Le aree che presentano fenomeni simili per tutto l'anno o quasi sono state individuate nel Tharsis e nelle regioni Arabia e Elysium, ciascuna di esse grande più o meno quanto il Texas e ciascuna coperta di polvere in grado di velocizzare le escursioni termiche. Le stesse regioni che di notte sono così fredda tanto da ghiacciare, di giorno sono caldissime, il che ha a che fare con la natura soffice dei materiali un po' come avviene sulla nostra spiaggia: di giorno il nostro piede si brucia ma sotto lo strato caldissimo la sabbia è più fresca, così come diventa fredda dopo il tramonto. 
A differenza delle regioni polari, a basse latitudini l'atmosfera è più calda di quella del suolo notturno. Il problema è di prospettiva: finora l'emissione infrarossa era stata misurata dall'alto, dove le emissioni di atmosfera e di suolo si uniscono. Osservazioni tramite il Mars Climate Sounder hanno consentito, invece, di scindere le emissioni in base all'altezza, distinguendo tra quelle atmosferiche e quelle derivanti dalla superficie. Inoltre, sono state trovate le firme spettrali di cristalli ghiacciati di anidride carbonica che formano una patina ghiacciata spessa non più di qualche foglio di carta. 
L'evaporazione mattutina e lo spazio che questa garantisce tra i grani di polvere è un meccanismo che mantiene la superficie soffice e pronta per ghiacciare di nuovo, dando vita a un meccanismo quotidiano. 
Un processo simile può influenzare anche lo scambio di vapore acqueo tra atmosfera e superficie, tra l'altro, il che potrebbe andare a spiegare anche la formazione delle RSL che abbiamo visto prima. 
 

Recurring Slope Lineae (RSL)

La NASA ha ormai il pallino di trovare acqua su Marte e gli orbiter Mars Express e Odissey sono lì pronti a fornire continue immagini al fine di scovarne le prove. Se non sono prove, almeno indizi potrebbero essere le tracce di flussi scuri che si estendono sulla superficie marziana con una certa stagionalità. Questi flussi scendono da alcuni pendii marziani nel momento in cui la temperatura si alza dovutamente alle stagioni, e la presenza di solfuro ferrico, un antigelo naturale, potebbe spiegare la forma liquida che sembra solcare queste caratteristiche superficiali, chiamate RSL come acronimo di Recurring Slope Lineae.

RSL viste su Martenessuna firma spettrale tra quelle catturate riconduce ad acqua direttamente, quindi non ci sono prove che questi materiali ferrosi e non ferrosi, evidenziati dall'analisi dello spettro, siano fatti fluire dall'acqua. Tuttavia non si riesce a spiegare un flusso simile a prescindere dalla presenza di acqua. Una motivazione dell'assenza di acqua potrebbe essere data dal fatto che i flussi sono molto più stretti dell'area campionata dalle sonde, oppure che i dati sono stati prelevati nel pomeriggio marziano, quando l'umidità mattutina è ormai assente.

L'ipotesi più forte è che l'acqua, nei pressi della superficie, venga mantenuta allo stato liquido da sali che ne abbassano il livello di congelamento.

Nel frattempo uno studio parallelo ha condotto analisi su 200 possibili zone di presenza di RSL: aree alle medie latitudini meridionali con presenza di scogliere rocciose. Soltanto 13 di questi 200 siti hanno tuttavia mostrato RSL, a testimonianza che servono caratteristiche che ancora sfuggono agli scienziati e che non sono così comuni.

In più, confrontando le immagini di svariati anni, è risultato che RSL sono più presenti in alcuni anni piuttosto che in altri. Una stagionalità molto variabile quindi, ancora da studiare.

Si tratta di "scivoli" che necessitano di essere spiegati e proprio per questo continuano gli studi: a Novembre 2017 (Nature Geoscience) ha analizzato i dati di HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) notando come queste RSL si verificano soltanto in presenza di pendii molto ripidi, tanto ripidi da consentire il flusso di grani di sabbia anziché di acqua, e questo spiegherebbe anche l'assenza della firma dell'acqua nelle riprese degli spettri. Marte oggi è molto secco e anche in questo caso, quindi, non ci sarebbe spazio per l'acqua anche se la possibilità era ed è affascinante. Lo studio si basa sulle osservazioni e su modelli tridimensionali portati avanti dopo aver esaminato 151 venature in dieci siti diversi: le pendenze sono sempre superiori ai 27 gradi e ogni flusso termina proprio laddove l'inclinazione cessa, nel cosiddetto "angolo di riposo". La domanda, quando si credeva all'acqua, era semplice: "Come può esserci così tanta acqua?" e la risposta è la più semplice: "Infatti non c'è". Oppure c'è ma in quantità estremamente ridotta, tale da giustificare i sali idrati presenti in alcuni dei siti osservati. Ma i sali potrebbero idratarsi acquisendo vapore acqueo dall'atmosfera. La risposta definitiva verrà forse soltanto con una visita su Marte, ma in tal caso occorrerà guardarsi bene dal contaminare la zona. 

Andamento della pendenza delle zone osservate. Credit Dundas et al.

Andamento della pendenza delle zone osservate. Credit Dundas et al. 


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