Mentre Marte si avvicina al suo solstizio d’estate meridionale, scienziati e veicoli spaziali si stanno preparando per una nuova stagione di tempeste di polvere, potenti nubi di polvere spinte dal vento che possono coprire migliaia di miglia quadrate o addirittura l’intero pianeta.
Per saperne di più su ciò che provoca le tempeste di polvere MarteSpace.com ha parlato con Claire Newman, scienziata atmosferica presso Aeolis Research e autrice principale di un nuovo studio che esplora come i diavoli di polvere e i venti possono riempire di polvere l’atmosfera marziana.
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Space.com: Quanto sappiamo su come iniziano le tempeste di sabbia?
Uomo nuovo: Potrei parlare per ore di tempeste di sabbia! Una delle grandi domande che abbiamo su Marte è come il grandi tempeste di polvere iniziare, e saremo mai in grado di prevederli. Per rispondere, una delle cose davvero utili che dobbiamo sapere è in primo luogo come la polvere viene sollevata dalla superficie. Un’altra cosa importante da sapere è quanta polvere c’è sulla superficie da sollevare. Possiamo capire i processi molto bene, ma se non sappiamo effettivamente quanta polvere ci sia in un determinato luogo, allora è davvero difficile essere in grado di stimarla con precisione. Quindi, la terza cosa di cui hai bisogno è avere un modello meteorologico che descriva le condizioni ambientali. Potrebbero esserci alcuni tipi di onde atmosferiche o modelli di pressione che potrebbero rendere Marte predisposto ad avere un certo tipo di tempesta di polvere.
Space.com: Cosa ci dicono i modelli?
Uomo nuovo: Ho pubblicato un carta (si apre in una nuova scheda) con il mio collega Mark Richardson nel 2015, dove abbiamo modellato le tempeste di polvere ma con una quantità limitata di polvere. Abbiamo scoperto che i luoghi dove c’erano i venti più forti non trattenevano mai abbastanza polvere per produrre davvero molte tempeste di polvere. Ma nei luoghi che producevano una quantità media di vento, c’era polvere che andava e veniva da loro, perché aveva abbastanza tempo per essere ridepositata e poi sollevata.
Poi, c’erano cose interessanti come una regione che poteva esaurire completamente la polvere durante una tempesta, e quindi non sarebbe stata in grado di produrre la stessa tempesta l’anno successivo perché non ci sarebbe stata polvere lì – e potrebbero volerci tre anni perché la polvere si accumuli di nuovo e quel modello di vento si ripeta. Quindi, devi considerare dove i venti raggiungono il picco a causa degli effetti stagionali e della forma del terreno: dove si trovano le montagne, dove si trovano i pendii, dove si trovano le calotte glaciali. C’è anche la possibilità di variabilità del vento, sia che si ripeta esattamente di anno in anno. C’è questa idea che il sistema sia un po’ caotico, perché una piccola differenza potrebbe innescare un grande feedback.
Space.com: Ma la stagione delle tempeste di polvere non è prevedibile in una certa misura?
Uomo nuovo: Sì, di solito c’è una traccia temporale molto ripetibile e ci sono alcune tempeste più piccole che compaiono in determinati luoghi in determinati periodi dell’anno. Ma le grandi tempeste in genere non sembrano verificarsi negli stessi orari esatti. Quindi, in un certo senso, penso che abbiamo un’idea di quando potrebbero verificarsi tempeste e come potrebbero essere, ma possono esserci differenze. Ad esempio, un anno una tempesta potrebbe viaggiare verso sud e l’anno successivo no perché è bloccata da una combinazione di modelli di pressione. E l’anno dopo, potrebbe esserci una combinazione diversa che consente alla tempesta di propagarsi. Sono davvero molto difficili da capire completamente e puoi attaccarlo in molti modi diversi. Ma ci sono molte informazioni che non abbiamo ancora.
Space.com: Ci sono somiglianze tra le tempeste di sabbia nelle regioni desertiche della Terra e le tempeste di sabbia su Marte?
Uomo nuovo: Marte ha alcune grandi differenze rispetto a Terra: Ha un’atmosfera molto più sottile, è più fredda e ha un’atmosfera più bassa gravità. Quindi Marte è un ottimo modo per provare a testare le nostre teorie sul sollevamento della polvere e sul movimento della sabbia, perché abbiamo molte idee basate su teorie e decenni di ricerca nella galleria del vento e lavoro sul campo nei deserti della Terra.
Ed è una buona domanda: sono gli stessi processi? Ad esempio, gli effetti elettrostatici hanno un impatto maggiore su Marte perché Marte è più secco? Sulla Terra, l’acqua è un fattore estremamente importante per quanta polvere viene sollevata; limita le dimensioni delle tempeste di sabbia e impedisce lo sviluppo di tempeste globali, poiché chiaramente non c’è polvere da sollevare su oceani e laghi o su luoghi più vegetati. Su Marte, l’acqua è ancora un fattore, o c’è così poca acqua che non fa effetto?
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Space.com: come entra la polvere L’atmosfera di Marte influenzare il clima del pianeta?
Uomo nuovo: Quando la polvere è nell’atmosfera, assorbe il calore il Sole. Poiché Marte ha un’atmosfera molto sottile, cento volte meno densa della Terra, di solito la maggior parte della radiazione solare che arriva alla superficie viene riflessa nello spazio senza essere assorbita. Ma quando metti 10 volte più polvere nell’atmosfera, assorbe molta più radiazione solare. Questo finisce per riscaldare l’atmosfera centrale, a circa 25 chilometri [16 miles] alto, dove potresti ottenere un 40 gradi Celsius [72-degree-Fahrenheit] aumentare, mentre in superficie, la temperatura scenderà perché la polvere assorbe la luce solare. Quindi, di notte, la superficie si raffredda più velocemente dell’atmosfera e, poiché è più calda, l’atmosfera inizia a riscaldare la superficie sottostante. E ci sono enormi gradienti di temperatura che guidano i venti e le maree termiche che alterano la circolazione atmosferica, in particolare durante una tempesta di polvere globale.
Space.com: C’è qualche collegamento tra tempeste di sabbia e Marte perde la sua acqua nello spazio?
Uomo nuovo: Ci sono alcune domande interessanti in merito tempeste di polvere e il tasso di perdita d’acqua. Durante 2018 globale [Mars] tempesta, c’è stato un forte aumento dell’acqua sollevata a quote più elevate. Una tempesta di polvere provoca un aumento della velocità verticale del vento e, di conseguenza, dell’altezza raggiunta dalla polvere, e ciò può consentire di trasportare più vapore acqueo più in alto perché è più caldo e ci sono anche maggiori correnti ascensionali. Quindi le tempeste di polvere hanno un grande impatto sui tassi di perdita d’acqua.
Space.com: La polvere che riscalda l’atmosfera può rappresentare un pericolo per i veicoli spaziali?
Uomo nuovo: Quando la polvere riscalda l’atmosfera, l’atmosfera si gonfia verso l’alto, il che deve essere preso in considerazione se stai cercando di frenare un veicolo spaziale prima dell’ingresso, della discesa e dell’atterraggio. Devi preoccuparti della densità dell’aria e della forza del vento, e tutte quelle cose. Comprendendo meglio queste cose, possiamo avvisare in anticipo che potrebbero esserci tempeste di polvere. Inoltre, misurando la pressione dell’aria in diversi siti di atterraggio, possiamo avere un’idea di quando le maree termiche stanno crescendo. E ciò è dovuto alla presenza di molta polvere nell’atmosfera, quindi possiamo dare un preavviso lì. Se ci sono astronauti in superficie, sarebbe fantastico se potessero avere queste informazioni in modo che possano mettersi al riparo.
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