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MAVEN: calore e polvere hanno aiutato la dispersione dell'acqua di Marte nello spazio

16 novembre 2020
Gli strumenti montati a bordo della sonda MAVEN della NASA hanno aiutato gli scienziati a scoprire che il vapore acqueo vicino alla superficie del Pianeta Rosso viene trasportato nell'atmosfera molto più in alto di quanto si credeva possibile. Qui viene poi facilmente distrutto da particelle di gas caricate elettricamente - gli ioni - e perso nello spazio.

Secondo i dati della sonda MAVEN, i ricercatori hanno scoperto un fenomeno che è uno dei tanti che ha portato Marte a perdere l'equivalente di un oceano globale di acqua di centinaia di metri di profondità per miliardi di anni. Riportando la loro scoperta il 13 novembre sulla rivista Science, gli scienziati hanno aggiunto che Marte continua a perdere acqua anche oggi poiché il vapore viene trasportato ad altitudini elevate dopo la sublimazione dalle calotte polari ghiacciate durante le stagioni più calde.

"Siamo rimasti tutti sorpresi di trovare acqua così in alto nell'atmosfera", ha detto Shane W. Stone, uno studente di dottorato in scienze planetarie presso il Lunar and Planetary Laboratory dell'Università dell'Arizona a Tucson. "E le misurazioni osservate possono provenire soltanto da MAVEN mentre vola attraverso l'atmosfera di Marte, in alto sopra la superficie del pianeta."

Per fare la loro scoperta, Stone ei suoi colleghi si sono basati sui dati del Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS) di MAVEN, che è stato sviluppato presso il Goddard Space Flight Center della NASA. Lo spettrometro di massa inala l'aria e separa gli ioni che la compongono in base alla 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 nell'atmosfera alta di Marte per più di due anni marziani. In tal modo, hanno determinato che la quantità di vapore acqueo vicino alla parte superiore dell'atmosfera a circa 150 chilometri sopra la superficie è più alta durante l'estate nell'emisfero meridionale. Durante questo periodo, il pianeta è più vicino al Sole, e quindi più caldo, ed è più probabile che si verifichino tempeste di sabbia.



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 scomposto nei suoi costituenti ossigeno e idrogeno. L'idrogeno e l'ossigeno poi fuggono nello spazio. In precedenza, gli scienziati pensavano che il vapore acqueo fosse intrappolato vicino alla superficie marziana come sulla Terra.

"Tutto ciò che raggiunge la parte superiore dell'atmosfera viene distrutto, sia su Marte che sulla Terra", ha detto Stone, "perché questa è la parte dell'atmosfera che è esposta alla piena forza del Sole".

I ricercatori hanno misurato una presenza 20 volte maggiore di acqua rispetto alla media in due giorni nel giugno 2018, quando una violenta tempesta di polvere globale ha avvolto Marte (quella che ha messo fuori servizio il rover Opportunity della NASA). Stone ei suoi colleghi hanno stimato che Marte abbia perso tanta acqua in 45 giorni durante questa tempesta come fa in genere 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 persi nello spazio", ha detto Paul Mahaffy , direttore della Solar System Exploration Division alla NASA Goddard e ricercatore principale di NGIMS.
Altri scienziati hanno anche scoperto che le tempeste di polvere marziane possono sollevare il vapore acqueo molto al di sopra della superficie. Ma nessuno fino ad ora si era reso conto che l'acqua sarebbe arrivata fino in cima all'atmosfera. Ci sono ioni abbondanti in questa regione dell'atmosfera che possono rompere le molecole d'acqua 10 volte più velocemente di quanto vengano distrutti a livelli inferiori.

"La particolarità di questa scoperta è che ci fornisce un nuovo percorso che non pensavamo esistesse perché l'acqua possa 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 con cui l'acqua fuoriesce oggi e sulla velocità con cui è scappata in passato".

fonti: NASA's Goddard Space Flight Center

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