I dati di Hubble e della sonda MAVEN hanno aiutato scienziati russi e stranieri a scoprire dove scompare l'acqua dall'atmosfera di Marte e come il Sole è coinvolto nella sua scomparsa. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Geophysical Research Letters.
Negli ultimi anni, gli scienziati hanno trovato molti indizi che fiumi, laghi e interi oceani d'acqua esistessero sulla superficie di Marte in tempi antichi, contenendo quasi la stessa quantità di liquido del nostro Oceano Artico. D'altra parte, alcuni scienziati planetari ritengono che anche nei tempi antichi Marte potesse essere troppo freddo per l'esistenza permanente degli oceani e la sua acqua potrebbe essere allo stato liquido solo durante le eruzioni vulcaniche.
Recenti osservazioni di Marte con telescopi terrestri hanno dimostrato che negli ultimi 3,7 miliardi di anni Marte ha perso un intero oceano d'acqua, che sarebbe sufficiente a coprire l'intera superficie del pianeta rosso con un oceano spesso 140 metri. Dove quest'acqua è scomparsa, gli scienziati stanno cercando di scoprirlo oggi.
Oggi, due veicoli marziani stanno cercando di risolvere questo enigma contemporaneamente: la sonda americana MAVEN, che ha raggiunto l'orbita di Marte cinque anni fa, e l'apparato russo-europeo "ExoMars-TGO", che studia l'atmosfera del pianeta rosso da più di un anno.
Quando la prima navicella spaziale arrivò sul pianeta, come notato da Shaposhnikov e dai suoi colleghi, scoprì quasi immediatamente diversi strani fenomeni che non si adattavano alle idee generalmente accettate sulla struttura e sul comportamento del guscio d'aria di Marte.
In particolare, i sensori MAVEN hanno rilevato grandi quantità di idrogeno e altre tracce di acqua nell'atmosfera superiore del pianeta, dove gli scienziati non si aspettavano di vederle, e hanno registrato bruschi cambiamenti nella loro concentrazione durante l'inizio dell'estate e dell'inverno. Questa è stata anche una grande sorpresa per gli scienziati planetari, i quali credevano che l'acqua "fuoriesca" da Marte a una velocità uniforme.
Entrambe queste scoperte hanno posto una domanda agli scienziati: come fa l'acqua, che è presente in tutti gli strati dell'atmosfera del pianeta in quantità minime, a entrare negli strati superiori della sua atmosfera e quali processi possono aumentare o rallentare il suo afflusso?
Il problema è che lo strato d'aria di Marte è così rarefatto che l'acqua al suo interno può quasi sempre esistere solo sotto forma di microscopici cristalli di ghiaccio. Nonostante le loro piccole dimensioni, saranno troppo pesanti per il sollevamento delle deboli correnti d'aria marziane e ad un'altitudine di oltre 60 chilometri, dove i sensori MAVEN hanno registrato grandi quantità di idrogeno.
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Shaposhnikov ei suoi colleghi hanno capito come ciò avvenga, attirando l'attenzione sul fatto che la quantità massima di acqua nell'atmosfera superiore di Marte è apparsa lì durante il solstizio d'estate nell'emisfero meridionale e durante le tempeste di sabbia. Hanno collegato questo fenomeno insolito a una caratteristica unica di Marte, non tipica della Terra o di Venere, ma che ricorda il flusso e il riflusso della luna.
Le interazioni gravitazionali tra il nostro pianeta e il suo compagno, come spiegano i ricercatori, influenzano non solo gli oceani della Terra, ma anche la sua atmosfera, facendo contrarre e allungare i suoi involucri d'aria mentre si avvicina alla Luna e con la distanza da essa.
Qualcosa di simile accade nell'atmosfera di Marte, dove il principale "conduttore" di tali cambiamenti non sono Phobos e Deimos, che sono troppo piccoli per questo, ma il Sole, che "allunga" direttamente gli involucri d'aria del pianeta rosso.
Più Marte si avvicina alla stella, più forte agisce sulla sua atmosfera, aiutando le nuvole di cristalli di ghiaccio a salire a grandi altezze nelle regioni circumpolari del pianeta, dove le correnti d'aria ascendenti si muovono particolarmente rapidamente.
Questo processo è nettamente intensificato durante le tempeste di polvere, poiché le particelle di polvere aiutano la luce solare a riscaldare l'atmosfera di Marte in modo più forte e l'acqua - a condensare e formare piccoli cristalli di ghiaccio che possono "volare" ad altezze più impressionanti.
Utilizzando queste idee, gli scienziati hanno creato un nuovo modello climatico per Marte, che ha tenuto conto dell'influenza del Sole e della polvere sul ciclo dell'acqua nell'atmosfera. Hanno testato le sue previsioni utilizzando i dati della sonda MRO ottenuti nel 2007-2009 durante l'osservazione di una potente tempesta di sabbia.
