Le previsioni meteo di Marte: più facili di quelle terrestri

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Credit: NASA/ESA

Le tempeste di neve nell'emisfero nord di Marte possono essere previste con diverse settimane di anticipo, secondo una recente pubblicazione a cura dei ricercatori dell'Università di Tohoku di Sendai (Giappone) e l'Istituto Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) a Lindau (Germania).

Per la prima volta i calcoli mostrano una relazione tra le nevicate e le fluttuazioni di pressione, temperatura, velocità del vento che si propagano regolarmente e in modo ondulatorio nell'emisfero settentrionale del pianeta.

La scoperta potrebbe essere rilevante per le future missioni, permettendo di scegliere in anticipo percorsi sicuri per i rover.

Le regioni polari marziane sono fredde e gelide, coperte da calotte ghiacciate, simili per certi versi ai poli terrestri.
In inverno, quando le temperature scendono al di sotto dei -128° Celsius, si forma uno strato di ghiaccio costituito principalmente dall'anidride carbonica ghiacciata proveniente dall'atmosfera, che ricopre la superficie fino ai 70 gradi di latitudine nord. Solo durante la "calda" estate marziana, l'anidride carbonica sublima, rivelando i ghiacciai eterni di Marte, circoscritti a zone decisamente più piccole.

"Il ghiaccio stagionale di Marte ha due origini diverse", spiega il Dr. Paul Hartogh del MPS. "Una parte del biossido di carbonio dell'atmosfera condensa direttamente sulla superficie, simile al modo in cui si forma uno strato di brina sulla Terra con freddo e cielo sereno; un'altra parte congela nell'atmosfera".
I minuscoli cristalli di ghiaccio si accumulano come nuvole e cadono a terra come neve.
Con il nuovo studio, i ricercatori sono riusciti a stabilire, per la prima volta, una connessione tra il verificarsi di tali nubi di ghiaccio e un fenomeno meteo ondulatorio, caratterizzato da una variazione periodica della pressione, della temperatura, della direzione e velocità del vento.

"Questo fenomeno meteorologico su Marte è unico," dice il Dr. Alexander Medvedev dal MPS.
In effetti, le cosiddette onde planetarie si possono trovare anche nella meteorologia terrestre. Tuttavia, sono più deboli, meno frequenti e la loro caratteristica ondulatoria è meno pronunciata. Nell'emisfero nord marziano, invece, tra l'autunno e la primavera, queste onde possono essere osservate con stupefacente affidabilità: si propagano verso est con un periodo uniforme di 5-6 giorni.

A causa delle onde planetarie, le temperature nell'atmosfera marziana oscillano regolarmente intorno a valori notevolmente inferiori -128° Celsius: la temperatura a cui congela l'anidride carbonica.
Con tali condizioni si formano nuvole di cristalli di ghiaccio: "Queste nubi si trovano più a nord dei 70 gradi di latitudine nord in tutti gli strati dell'atmosfera, fino ad un'altezza di 40 chilometri", dice Hartogh. I cristalli di ghiaccio che si formano entro una altezza di 20 chilometri e cadono sulla superficie come neve.

"Affinché tali nevicate si verifichino, le variazioni di temperatura periodiche devono essere simili in tutti gli strati dell'atmosfera",spiega Medvedev. In tutti gli altri casi, i cristalli di neve incontrano strati d'aria più calda e quindi sublimano, soprattutto tra i 30 gradi di longitudine ovest e 60 gradi di longitudine est.

I calcoli dei ricercatori indicano che, tutto sommato, circa la metà del ghiaccio stagionale cade a terra come neve.

Per le loro simulazioni, il Dr. Takeshi Kuroda dalla Tohoku University e i suoi colleghi dal MPS, utilizzato un modello climatico consolidato che tiene conto delle grandi quantità di polvere presente nell'atmosfera marziana, un modello perfezionato grazie ai dati orbitali inviati dalla sonde, soprattutto le informazioni fornite dal NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO),

Secondo i ricercatori i nuovi risultati potrebbero aiutare a predire in modo affidabile le tempeste di neve su Marte.
"Tutti sanno per esperienza che sulla Terra sono possibili previsioni meteo affidabili solo per un arco di tempo di 5-7 giorni al massimo", dice Medvedev. "Su Marte questo è diverso. Le simulazioni mostrano che, in alcune regioni del pianeta, le nevicate possono essere previste con largo anticipo".
"Per le missioni su Marte che mirano ad esplorare queste regioni con i rover si tratta di informazioni preziose", aggiunge Hartogh.

References:
- Takeshi Kuroda, Alexander S. Medvedev, Yasumasa Kasaba, and Paul Hartogh, "Carbon dioxide ice clouds, snowfalls, and baroclinic waves in the northern winter polar atmosphere of Mars," Geophysical Research Letters, Vol. 40, 1-5, 29 April 2013. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/grl.50326/abstract
- "Snow storms on Mars," Nature Geoscience, Vol. 6, May 2013, page 330. http://www.nature.com/ngeo/journal/v6/n5/full/ngeo1822.html