I processi eoliani sono le cause principali del cambiamento della superficie e dell’atmosfera di Marte nell’era moderna. Sono così chiamati i meccanismi che generano il movimento della sabbia superficiale. Grandi tempeste di polvere alterano drasticamente la temperatura, la densità e la circolazione atmosferica. Esse non solo costituiscono un rischio per le missioni robotiche e umane, ma impediscono anche la visibilità e impediscono lo sfruttamento dell’energia solare. Per fortuna, il rover Perseverance della NASA ha gli strumenti necessari per questo tipo di studi.
Tuttavia, i meccanismi con cui la sabbia viene spostata e la polvere viene sollevata su Marte non sono ben quantificati. Ancora ci chiediamo cosa inneschi l’inizio delle tempeste di polvere globali, che si verificano circa tre volte per decennio su Marte. E quali processi di sollevamento della polvere siano responsabili del mantenimento della foschia di polvere di fondo. Le osservazioni di Perseverance potrebbero darci delle risposte.
Gli strumenti utilizzati
Studiare i processi che sollevano e spostano polvere e sabbia sulla superficie marziana è estremamente importante per studi geomorfologici volti all’esplorazione umana del pianeta. Nonostante ciò, le tempeste di polvere non erano mai state quantificate in situ prima d’ora.
Le precedenti missioni di esplorazione marziana erano, infatti, prive dei sensori necessari. Oppure erano localizzate in ambienti non abbastanza soggetti a questo genere di eventi. I nuovi sensori ambientali del rover Perseverance e l’ambiente polveroso del cratere Jezero hanno offerto un nuovo banco di prova in questo senso. Perseverance ha effettuato queste osservazioni principalmente con le proprie telecamere e un insieme di sensori appartenenti al Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA).
Si tratta di uno strumento scientifico guidato dal Centro de Astrobiologia spagnolo in collaborazione con l’Istituto meteorologico finlandese e il JPL. MEDA include sensori del vento, sensori di luce (in grado di rilevare i turbini mentre diffondono la luce solare intorno al rover) e una fotocamera rivolta verso il cielo per catturare immagini di polvere e nuvole.
Le osservazioni di Perseverance
Gli autori dello studio hanno scoperto che ogni giorno marziano Jezero è attraversato da almeno quattro trombe d’aria. Oltre il 25% di esse è significativamente forte e coinvolge una grande quantità di sabbia. Per questo motivo, gli studiosi le hanno soprannominate “diavoli della polvere”.
Le telecamere del rover hanno anche documentato tre occasioni in cui raffiche di vento hanno sollevato grandi nuvole di polvere, qualcosa che gli scienziati chiamano “eventi di sollevamento delle raffiche”. Il più grande di questi ha creato un’enorme nuvola che copre 4 chilometri quadrati. Questa nuova analisi ha stimato che queste raffiche di vento possono sollevare collettivamente più polvere dei semplici vortici, anche se questi ultimi li superano in nuemero, essendo molto più frequenti.
Inoltre Perseverance ha osservato che durante il picco, che arriva attorno a mezzogiorno, si possono verificare anche più di una tempesta all’ora. Alla luce di ciò i ricercatori affermano che il cratere Jezero potrebbe trovarsi in una delle fonti di polvere più attive del pianeta. Ma cosa lo distingue dagli altri siti?
La peculiarità di Jezero
Il vento e la polvere sono presenti su tutta la superficie di Marte. Allora cosa rende il cratere Jezero così peculiare? Claire Newman, leader della ricerca, sostiene che la maggiore attività di Jezero potrebbe essere dovuta al fatto che:
- Il cratere si trova vicino a ciò che è detto “traccia di tempesta di polvere“. Essa corre da nord a sud attraverso il pianeta e, durante la stagione delle tempeste di sabbia, spesso solleva polver.
- La superficie di Jezero è rugosa, il che può rendere più facile per il vento sollevare la polvere. Questa potrebbe essere una spiegazione del motivo per cui il lander InSight della NASA sta ancora aspettando un turbine per ripulire i suoi pannelli solari carichi di polvere. InSight si trova nell’Elysium Planitia, a circa 3.452 chilometri dal cratere Jezero, dove Perseverance ha già misurato la rimozione della polvere superficiale nelle vicinanze da parecchie trombe d’aria passeggere.
La sabbia è un pericolo per Perseverance
I granelli di sabbia trasportati dal vento e dalle trombe d’aria hanno già danneggiato uno dei sensori per l’analisi del vento sul rover Curiosity (l’altro è stato danneggiato dai detriti agitati durante il suo atterraggio nel cratere Gale). Tenendo presente il danno di Curiosity, il team di Perseverance gli aveva fornito un ulteriore rivestimento protettivo per i cavi di MEDA. Nonostante ciò, il meteo del cratere Jezero ha avuto la meglio. Newman dichiara:
Confrontando Jezero e l’Elysium Planitia, la velocità media del vento nel primo è minore, mentre le velocità di picco e l’attività vorticosa sono paragonabili. Nonostante ciò, la polvere che si solleva sul cratere Jezero è maggiore. In effetti, il sollevamento della polvere di Jezero è stato più intenso di quanto ci aspettassimo.
Il team sospetta che i granelli di sabbia abbiano danneggiato il sottile cablaggio dei sensori del vento, che sporgono da Perseverance. Questi sensori sono particolarmente vulnerabili perché devono rimanere esposti al vento per poterlo misurare correttamente. Il lato positivo? “Abbiamo raccolto molti ottimi dati scientifici. I sensori del vento sono seriamente colpiti, ironia della sorte, perché abbiamo ottenuto ciò che volevamo misurare”, dichiarano gli studiosi.
Dalle immagini scattate da Perseverance è possibile ricostruire i moti dei turbini di polvere. Capire da dove vengono, dove si dirigono e con quale cadenza appaiono è di estrema importanza per la programmazione di missioni future, umane e robotiche.
Lo studio, pubblicato su Science Advance, è disponibile qui.
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