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ExoMars: gas mai trovati prima su Marte

Dopo l’arrivo della sonda degli Emirati Arabi, chiamata Hope, lo scorso 9 febbraio, attorno a Marte, anche la sonda cinese Tianwen-1 è riuscita nella complessa manovra di inserzione in orbita attorno al Pianeta Rosso. A differenza di quella emiratina, la sonda cinese porta con sé un rover che verrà rilasciato sulla superficie marziana tra due o tre mesi, quando cioè, l’orbita della sonda-madre sarà più vicina al pianeta rispetto ad oggi e gli strumenti di bordo avranno raccolto maggiori informazioni dell’area presunta di atterraggio, ossia Utopia Planitia.

Infine la nasa. Ora si attende l’arrivo di Perseverance della Nasa che, se tutto andrà bene, dovrebbe depositare sulla superficie marziana le sue ruote il prossimo 18 febbraio alle 21:55 in Italia.

Mentre tra i ricercatori c’è grande attesa per i risultati che arriveranno da queste missioni scientifiche, due nuove ricerche che hanno utilizzato i dati raccolti dalla sonda europea ExoMars, che si trova attorno a Marte, e pubblicati su Science Advances (qui e qui) svelano fenomeni chimici finora sconosciuti e forniscono maggiori informazioni sui cambiamenti stagionali e sulle interazioni superficie-atmosfera.

Una primizia! «Per la prima volta abbiamo scoperto l’esistenza del cloruro di idrogeno su Marte. È il primo rilevamento di questo gas nell’atmosfera marziana e rappresenta un nuovo ciclo chimico da studiare», ha spiegato Kevin Olsen dell’Università di Oxford, Regno Unito, uno degli scienziati che ha partecipato alle ricerche. Il cloruro di idrogeno, o HCl, è un gas composto da un atomo di idrogeno e uno di cloro. Gli scienziati che studiano Marte sono da sempre alla ricerca di gas a base di cloro (e anche di zolfo) dal momento che sono ritenuti possibili indicatori di attività vulcanica. Ma in questo caso, poiché il gas è stato rilevato contemporaneamente in luoghi distanti tra loro, e in assenza di altri gas collegabili a un’attività vulcanica, la situazione fa pensare ad una fonte diversa. Secondo gli scienziati si dovrebbe ipotizzare l’esistenza di un’interazione superficie-atmosfera completamente nuova, guidata dalle stagioni polverose presenti con una certa regolarità su Marte.

Le cose potrebbero stare così (vedi l’illustrazione che segue): in un processo molto simile a quello che si osserva sulla Terra, sali nella forma di cloruro di sodio, prodotti da oceani evaporati e racchiusi nella polverosa superficie di Marte, vengono sollevati dai venti nell’atmosfera. La luce del Sole riscalda quest’ultima e spinge la polvere e il vapore acqueo rilasciato dalle calotte polari, a salire. La polvere salina reagisce con l’acqua atmosferica rilasciando cloro, che a sua volta reagisce con le molecole contenenti idrogeno, producendo il cloruro di idrogeno.

Hcl su Marte

Fughe d’acqua. Ulteriori reazioni hanno visto il cloro o polvere ricca di acido cloridrico ritornare sulla superficie, forse sotto forma di perclorato, una classe di sale formata da ossigeno e cloro. Questo sale è stato osservato anche sulla superficie da altre sonde. «C’è bisogno di vapore acqueo per liberare il cloro e c’è bisogno di sottoprodotti dell’acqua – idrogeno – per formare cloruro di idrogeno. L’acqua è fondamentale in queste reazioni chimiche», sottolinea Olsen. Il gruppo di ricerca ha individuato il gas per la prima volta durante la tempesta di polvere nel 2018, osservandola comparire contemporaneamente sia nell’emisfero nord che in quello sud, e ha registrato la sua scomparsa, sorprendentemente rapida, di nuovo al termine del periodo polveroso stagionale. 

Oltre a nuovi gas, Trace Gas Orbiter (uno strumento a bordo di ExoMArs) sta affinando la nostra conoscenza su come Marte ha perso l’acqua. È ormai assodato che una volta sulla superficie di Marte scorreva acqua allo stato liquido, come evidenziato nei numerosi esempi di antiche valli asciutte e letti di fiume. Oggi l’acqua è principalmente imprigionata nelle calotte polari e sepolta nel sottosuolo. Ma un a gran parte se ne va… nello spazio. I dati ExoMars raccolti tra aprile 2018 e aprile 2019 hanno infatti mostrato almeno tre situazioni che hanno favorito la perdita di acqua dall’atmosfera: la tempesta di sabbia globale del 2018, una breve ma intensa tempesta a livello regionale nel gennaio 2019 e il rilascio di acqua dalla calotta polare meridionale durante i mesi estivi, legato al cambiamento di stagione. Di particolare nota è una scia di vapore acqueo in ascesa durante l’estate al sud che potenzialmente inietta acqua nell’atmosfera superiore su base stagionale e annuale. 

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