Il quid delle atmosfere

Quasi ogni pianeta del nostro Sistema solare è dotato di un’atmosfera, senza eccezione (pur con molti limiti) anche i più piccoli e vicini al Sole come Mercurio. A seconda del pianeta che prendiamo in considerazione, troviamo diversi elementi chimici e particolari condizioni che rendono unico ogni singolo mondo. A fare chiarezza sulla composizione delle diverse atmosfere è stato Andy Brunning, un professore inglese di chimica che sul suo blog,Compound Interest, ha elaborato un’infografica molto interessante, intuitiva ed esaustiva fornendo qualche informazione in più sui nostri “vicini di casa”, ma è certo che ogni nostro respiro sarebbe impossibile e fatale su uno qualsiasi degli altri pianeti nel nostro Sistema Solare a causa della loro composizioni specifiche. È il caso di dirlo: siamo fortunati.

Le atmosfere nel Sistema solare. Crediti: Compound Interest di Andy Brunning

Mercurio – Non si può dire che quella che avvolge il primo pianeta “terrestre” del Sistema solare sia esattamente un’atmosfera, anche perché è estremamente sottile (fino a 3 miliardi di volte più sottile di quella della Terra) a causa della sua bassa attrazione gravitazionale (il 38% rispetto al nostro pianeta). Anche l’estrema vicinanza con il Sole ha qualche responsabilità: i venti solari, infatti, spazzano via la maggior parte dei gas presenti attorno al pianeta. Gli elementi principali di questa “quasi-atmosfera” sono potassio, sodio, ossigeno, argon, elio e altri. L’interazione tra le particelle del vento solare e la vaporizazzione della superficie rocciosa causato dall’impatto meteorico, è probabilmente la principale causa della composizione della sua atmosfera.

Venere – Venere è da tutti considerato il gemello della Terra: i due pianeti sono infatti molto simili per dimensioni, massa, densità e volume. Venere, che anche è l’oggetto naturale più luminoso del cielo notturno, ha però un’atmosfera decisamente diversa rispetto a quella del nostro pianeta: è estremamente densa, tanto da non permettere ad alcuna sonda di poterne studiare la superficie (la pressione atmosferica al suolo è 92 volte quella standard sul nostro pianeta a livello del mare). L’anidride carbonica è l’elemento predominante, quasi sicuramente il risultato di passate eruzioni vulcaniche. Nella parte alta dell’atmosfera è stato anche trovato un misto di biossido di zolfo e acido solforico raggruppati in nuvole. C’è poi uno spesso strato di monossido di carbonio sotto queste nuvole, che costringe il pianeta a un intenso effetto serra. La temperatura della superficie su Venere è di circa 480˚C – troppo caldo per sostenere la vita come noi la conosciamo.

Terra – E poi arriva il nostro pianeta, l’unico nel Sistema Solare dove finora è stata trovata e provata la vita. Gli esseri umani possono godersi un’atmosfera fatta di azoto (78%), ossigeno (21%) e argon (1%). Questi elementi sono fondamentali per dare il via alla vita, in primis quella vegetale, il cui apporto di ossigeno all’atmosfera terrestre è assai importante per il mantenimento di un equilibrio dove è funzionale anche il moderato effetto serra che mantiene “mite” la temperatura del nostro pianeta.

Crediti: NASA

Marte - L’atmosfera del quarto pianeta del Sistema Solare è composta principalmente di anidride carbonica. A differenza di Venere, però, le temperature sul Pianeta rosso sono tutt’altro che bollenti: nei periodi più caldi, infatti, si raggiunge un picco di 35°C. L’atmosfera di Marte è molto più sottile di quella di Venere, quindi anche se la quantità di anidride carbonica può essere paragonabile, la concentrazione è decisamente più bassa.

Giove – Si tratta del primo dei giganti gassosi presenti nel Sistema solare e anche il più grande pianeta tra i nostri “vicini di casa”. Per quanto riguarda la sua atmosfera, questa è molto simile alla composizione del Sole. È l’atmosfera planetaria più estesa e, a differenza degli altri pianeti, non c’è una netta separazione tra gli strati inferiori e la componente liquida del pianeta. A circa un terzo del cammino verso il nucleo, infatti, la pressione è tale che l’idrogeno potrebbe trovarsi allo stato liquido metallico. Unico nel suo genere è il sistema nuvoloso a bande di Giove: si tratta di due spessi strati di nubi di circa 50 chilometri contenenti una quantità variabile di ammoniaca, acqua e composti di zolfo, fosforo e carbonio.

Crediti: NASA/JPL-Caltech/SSI

Saturno - Anche le nubi presenti negli strati alti dell’atmosfera di Saturno si pensa siano composte principalmente ammoniaca ghiacciata, idrosolfuro di ammonio e acqua. Lo zolfo presente nell’atmosfera dà un colore giallo pallido alle nuvole. Ma in tutto il Sistema solare, l’atmosfera più studiata dagli esperti è forse quella di Titano, la luna più grande che orbita attorno a Saturno. Simile a come potrebbe essere stata la Terra alle sue origini, ha un’atmosfera composta principalmente da metano, così come le nuvole e i suoi bacini liquidi, anche se la forte componente di azoto che l’accomuna alla Terra. È l’unico corpo nel nostro cielo dove è stata confermata la presenza di pioggia, anche se si tratta di metano e non di acqua e che tra un temporale e l’altro passano anche cento anni.

Urano – Composta da idrogeno (83%), elio (15%), metano (2%) e, in piccole quantità, acqua ed ammoniaca, l’atmosfera del settimo pianeta del Sistema Solare può essere paragonata a quella di Giove e Saturno. È spessa 7600 chilometri e i livelli leggermente più elevati di metano, in particolare negli strati più alti, provocano un maggior assorbimento della luce rossa proveniente dal Sole causando il colore blu-ciano tipico del pianeta. Di certo anche questo non è un pianeta caldo: basti pensare che l’atmosfera di Urano è la più fredda tra tutti i pianeti, con i suoi -224°C, e che non esiste escursione termica tra inverno ed estate.

Nettuno - Anche l’ultimo pianeta del Sistema solare e il secondo “gigante ghiacciato” presenta un’atmosfera di colore blu, sempre dovuta alla presenza di metano, anche se in questo caso il colore è decisamente più intenso forse a causa di qualche elemento fini qui non individuato.  Potrebbe sembrare strano, ma è Urano e non Nettuno il pianeta più freddo. L’ottavo pianeta, infatti, è sì più lontano dal Sole ma nella sua stratosfera si trovano idrocarburi gassosi che innalzano di qualche grado la sua temperatura. L‘atmosfera è formata all’80% da idrogeno ed al 19% da elio.

Plutone – È vero, Plutone ormai non è più un pianeta da qualche anno, ma il chimico lo include comunque nel post del suo blog. Lo studio del pianeta nano ai confini del nostro Sistema solare è ancora agli albori, visto che finora nessuna sonda si è mai avvicinata (lo farà New Horizon della NASA). I ricercatori credono comunque che sia presente una debole e sottile atmosfera attorno al pianeta composta principalmente da metano gassoso, argon, azoto, monossido di carbonio e ossigeno in piccole quantità. Come si legge anche nell’infografica, è chiaro che l’atmosfera di Plutone esiste solo quando il pianeta si trova al perielio (vale a dire alla minima distanza dal Sole), altrimenti i gas sono sempre ghiacciati.

Fonte: Media INAF | Scritto da Eleonora Ferroni