Come #ExoMars TGO cattura i cambiamenti stagionali su Marte
La primavera su Marte è molto più di un semplice cambiamento nel calendario. Questo è un cambiamento fisico. Il pianeta si sveglia e la polvere si deposita in modi che creano un paesaggio completamente nuovo prima del picco di calura estiva.
L’ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) sta monitorando attentamente la situazione.
La missione di partnership NASA-ESA ha rilasciato due immagini sorprendenti che evidenziano questo cambiamento stagionale. Queste sono più che belle immagini di un mondo polveroso. Questi dimostrano la natura dinamica della risposta della superficie marziana all’aumento dell’intensità solare. Parcheggiato in orbita alta, l’orbiter può raccogliere dettagli che i telescopi terrestri a 140 milioni di miglia di distanza semplicemente non possono risolvere.
Perché è importante? Marte è il vicino più vicino alla Terra, ma è un chiaro promemoria di ciò che accade quando un pianeta perde il suo campo magnetico protettivo e la sua densa atmosfera. Osservare questi cambiamenti stagionali aiuta gli scienziati a comprendere le dinamiche atmosferiche, le cause delle tempeste di polvere e il modo in cui i materiali volatili come il ghiaccio d’acqua interagiscono con la superficie.
Le telecamere di TGO offrono una visione dall’alto di questi processi. Le nuove immagini rivelano sottili cambiamenti nell’albedo (luminosità della superficie). La spolverata leggera rivela le aree scure e la spolverata rivela le aree più chiare. È una danza al rallentatore di erosione e deposizione.
Un’immagine mostra il fondo di un cratere, dove il gelo stagionale ha sublimato, rivelando il materiale scuro sottostante. L’altro evidenzia un campo di dune in cui i modelli del vento sono cambiati e la forma delle creste di sabbia è cambiata. Questi cambiamenti avvengono in settimane, non anni.
“Marte non è statico. Respira, si muove e cambia con le stagioni.”
I dati del TGO sono cruciali per le missioni future. Se vogliamo atterrare su Marte, dobbiamo sapere quando potrebbero arrivare tempeste di polvere, come cambia l’atmosfera a diverse altitudini e dove è probabile che si formi ghiaccio d’acqua. Queste immagini primaverili fanno parte del puzzle.
Gli spettrometri dell’orbiter analizzano anche tracce di gas nell’atmosfera, come il metano. Sebbene le immagini mostrino cambiamenti in superficie, il carico scientifico cerca segni di attività sotto la superficie. Se si dimostrasse che il metano è di origine biologica o geologica, ciò potrebbe indicare l’esistenza di vita o di geologia attiva. Ma questa è un’altra storia.
Finora, queste immagini dimostrano la potenza delle osservazioni orbitali. Ci ricordano che anche il mondo apparentemente senza vita è pieno di cambiamenti. La primavera su Marte è reale, sta accadendo adesso e viene catturata da una macchina che abbiamo costruito e inviata attraverso il vuoto.
La prossima volta che guardi una foto di Marte, ricorda che questa non è un’istantanea di un’epoca passata. Questo è un evento attuale. Un pianeta che cambia e cambia costantemente. Siamo stati fortunati a vederlo accadere.
Questa vista cattura la posizione delle dune di sabbia vicino al polo nord di Marte. Negli inverni rigidi, sulla superficie marziana si accumula un sottile strato di ghiaccio di anidride carbonica. Anche in primavera il ghiaccio non si scioglie. Sublime. Cioè, lo stato solido salta direttamente dal 気体.
Questo processo avviene in un ordine strano. La sublimazione inizia dal basso verso l’alto. Il gas è intrappolato tra la sabbia e la restante crosta di ghiaccio. Alla fine il ghiaccio si ruppe. Il gas intrappolato verrà rilasciato.
Meccanismo di sublimazione
Sulla Terra, si prevede che il ghiaccio si sciolga in acqua prima di trasformarsi in vapore acqueo. Marte è diverso. L’atmosfera è così sottile che l’acqua liquida non può esistere per lunghi periodi di tempo. L’anidride carbonica si comporta diversamente. Si deposita direttamente sotto forma di brina. Successivamente, si trasforma di nuovo in un gas invece di trasformarsi in un liquido.
La cosa più importante qui è la direzione del calore. La luce solare penetra attraverso il ghiaccio traslucido. Riscalda la sabbia sottostante. La sabbia riscalda prima il fondo del ghiaccio. Questo avvia la sublimazione dal basso.
Il gas rimane intrappolato tra la sabbia e il ghiaccio finché la pressione non rompe il ghiaccio.
Questo processo dal basso verso l’alto non è intuitivo. Di solito pensiamo allo scioglimento del ghiaccio dall’alto verso il basso. Su Marte, invece, la fonte di calore è la sabbia. Il gas non ha altra direzione se non verso l’alto. Spingere fuori il ghiaccio dal basso.
Pressione e rilascio improvviso
Il gas si accumula negli spazi tra i granelli di sabbia e lo strato di ghiaccio. È come un palloncino che si gonfia sotto un lenzuolo. Il ghiaccio funge da copertura. Mantiene la pressione.
Se la pressione è troppo alta il ghiaccio si rompe. E’ rotto. Il gas si spegne rapidamente. Questa versione crea cambiamenti visibili sulla superficie. Il risultato sono macchie nere visibili. Indicano la posizione delle scoperte di gas.
Le tracce seguono il percorso di minor resistenza. Mostrano la direzione del flusso di gas. Questa non è solo una scena statica. Questo è un processo dinamico. Questo accade ogni anno. Modella il paesaggio marziano.
Perché è importante
Comprendere questo processo aiuterà a mappare Marte. Spieghiamo i cambiamenti stagionali nell’albedo. Le macchie nere assorbono più calore. Influenzano le temperature locali. Ciò influisce sul movimento della polvere. Le tempeste di sabbia possono essere causate da questi effetti termici locali.
Ci racconta anche l’atmosfera. La quantità di ghiaccio di anidride carbonica varia. Questo dipende dalla temperatura e dalla pressione. Studiando queste crepe, otteniamo informazioni sulla densità dell’atmosfera. Aiuta a migliorare i modelli climatici.
Questo processo è facile in teoria. Il processo di implementazione è complesso. Il ghiaccio si è rotto. Il gas fuoriesce. La superficie cambia. Questo ciclo si ripete. Ci ricorda che Marte è ancora vivo. Non ha nulla a che fare con la biologia. Ma dipende dal tempo. E fisica. E tempo.
Le dune si stanno muovendo. Il ghiaccio si sta ritirando. Il gas trova la via d’uscita. Il panorama è in evoluzione. lentamente. invisibile. Poi all’improvviso. Primavera su Marte, è successo tutto in un batter d’occhio.
La scena si interrompe su un cratere senza nome. Il suo interno è pieno di una sostanza visibilmente rugosa. Ha una texture che ti dà un senso di flusso. Potrebbe esserci un misto di rocce, ghiaccio, brina e altri detriti del terreno sottostante, ma non si sono semplicemente depositati sul posto. Si è mosso.
Ci sono suggerimenti all’interno degli strati. Gli strati paralleli suggeriscono un processo che avviene per fasi. I materiali non arrivano tutti in una volta. È gocciolato, si è stabilizzato e poi forse si è spostato di nuovo.
Per coloro che si chiedono se sia possibile la vita o una semplice attività geologica, ecco la cosa davvero interessante: questi volatili possono ancora essere intrappolati all’interno. Il ghiaccio d’acqua potrebbe essere nascosto nell’oscurità, conservato nell’ombra di quel cratere in attesa di essere esplorato.
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