Variazioni stagionali nelle tempeste di sabbia marziane

Studiando l'andamento delle temperature nell'atmosfera di Marte nell'arco di sei anni marziani, un gruppo di astronomi ha individuato un'alternanza di natura stagionale che potrebbe regolare la formazione e la comparsa di tre diversi tipi di tempeste di sabbia.

Credits: NASA/JPL-Caltech/MSSS

"Quando guardiamo la struttura termica invece che la polvere visibile, vediamo finalmente una qualche regolarità nelle grandi tempeste di sabbia," spiega David Krass della NASA. "Riconoscere un'alternanza nella formazione delle tempeste di sabbia regionali è un passo in avanti nel comprendere le proprietà atmosferiche fondamentali che le controllano. Abbiamo ancora molto da imparare, ma questo è un inizio promettente."

I dati raccolti dalle sonde in orbita attorno a Marte per circa dodici anni terrestri rivelano che tre tipi di tempeste si formano ogni anno allo stesso momento e nello stesso ordine, a cavallo tra la primavera e l'estate nell'emisfero meridionale.

C'è una relazione intima tra le polveri sollevate dai venti marziani e la temperatura atmosferica: la polvere assorbe la luce solare, aumentando la temperatura dell'aria. In alcuni casi, le temperature possono aumentare fino a 35 gradi centigradi al di sopra della media. Questo meccanismo può a sua volta influenzare la circolazione globale dell'aria, producendo sistemi di venti che riscaldano l'aria circostante, consentendo agli scienziati di osservare sia le conseguenze dirette che quelle indirette delle tempeste di sabbia sull'atmosfera marziana.

Comprendere i meccanismi alla base delle tempeste di sabbia è fondamentale per programmare future missioni, sia robotiche che umane, e per capire come eventi stagionali locali possano influenzare il quadro climatico globale nel corso di un anno marziano.

La NASA è riuscita a ottenere misurazioni continue della temperatura atmosferica marziana, prima con lo strumento TES a bordo di Mars Global Surveyor, che ha operato tra il 1997 e il 2006, e poi con MCS a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter, arrivato in orbita attorno al Pianeta Rosso nel 2006 e ancora attivo oggi.

Gli scienziati hanno analizzato un ampio strato atmosferico centrato a 25 km di quota, abbastanza in alto da escludere le tempeste locali e selezionare esclusivamente le tempeste regionali. Le tempeste locali solitamente si estendono per meno di 2000 chilometri, mentre le tempeste regionali possono coprire fino a un terzo del pianeta e durare tre settimane. Dal 1997 ad oggi, solo due tempeste sono riuscite ad avvolgere l'intero pianeta. Gli anni caratterizzati dalla comparsa di una tempesta globale sono stati esclusi dall'analisi.

I dati evidenziano come tre vaste tempeste regionali di diversa tipologia, soprannominate A, B e C, siano comparse durante tutti e sei gli anni analizzati.

Le tre tempeste sono caratterizzate da origini differenti. Le tempeste di tipo A si formano in seguito alla migrazione di piccole tempeste dall'emisfero settentrionale. "Su Marte, alcune di queste tempeste si staccano e si dirigono verso sud," spiega Kass. "Se attraversano l'emisfero meridionale, dove è estate, diventano più calde e si espandono in tempeste di tipo A."

L'estate nell'emisfero australe di Marte è molto più calda di quella nell'emisfero opposto, a causa dell'importante eccentricità che caratterizza l'orbita del pianeta.

Al contrario, le tempeste di tipo B hanno origine in prossimità del polo australe poco prima dell'avvento dell'estate. La loro origine potrebbe essere da ricercare nei venti che soffiano lungo il confine della calotta polare di anidride carbonica. Le tempeste di tipo C, infine, si formano in seguito a quelle di tipo B e fanno la loro comparsa nell'emisfero settentrionale, per poi migrare verso sud come le tempeste di tipo A.

Le analisi mostrano che le tempeste di tipo C variano notevolmente sia in termini di estensione che di magnitudine e durata di anno in anno, mentre quelle di tipo A e B tendono ad essere più costanti.