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Nevica su Marte. Ciò si verifica, almeno nella regione artica settentrionale, dove il lander Phoenix si è accampato nel 2008. I team scientifici di Phoenix sono stati in grado di osservare le nuvole di ghiaccio d'acqua nell'atmosfera marziana e le precipitazioni che cadevano al suolo durante la notte e si sublimavano in acqua in la mattina. James Whiteway e i suoi colleghi affermano che le nuvole e le precipitazioni su Marte hanno un ruolo nello scambio di acqua tra il suolo e l'atmosfera e quando le condizioni sono favorevoli, la neve cade regolarmente su Marte.
'Prima di Phoenix non sapevamo se si verificano precipitazioni su Marte', ha detto Whiteway. “Sapevamo che in inverno la calotta polare avanza a sud fino al sito di Phoenix, ma non sapevamo come il vapore acqueo si spostasse dall'atmosfera al ghiaccio sul terreno. Ora sappiamo che nevica e che questo fa parte del ciclo idrologico su Marte».
Phoenix è atterrato nella regione artica settentrionale su Marte (68,22°N, 234,25°E) il 25 maggio 2008. Su Marte, questo era appena prima del solstizio d'estate. Phoenix ha operato per 5 mesi ed è stata in grado di osservare le condizioni mentre le stagioni cambiavano dall'estate all'inverno, offrendo ai team scientifici uno sguardo senza precedenti sui mutevoli modelli meteorologici del pianeta, tra cui gelo e precipitazioni.
Il team scientifico ha utilizzato lo strumento di rilevamento e distanza della luce, noto come LIDAR, e ha osservato nuvole simili ai cirri qui sulla Terra.
Lo strumento LIDAR emette impulsi di luce laser verso l'alto nell'atmosfera, quindi rileva la retrodiffusione da polvere e nuvole. I ricercatori hanno potuto osservare che i cristalli di ghiaccio d'acqua crescono abbastanza grandi da precipitare nell'atmosfera di notte e sublimarsi in acqua al mattino. Il vapore acqueo sul terreno viene quindi rimescolato nell'aria per turbolenza e convezione - raggiungendo un'altezza di circa due miglia e mezzo (quattro chilometri) - prima di formare nuovamente nuvole durante la notte.
Film di nuvole su Marte. Credito: NASA/JPL/UofA
Striature autunnali nella struttura delle nuvole hanno tracciato la precipitazione dei cristalli di ghiaccio verso il suolo.
'Era previsto il gelo, ma la nevicata è stata una sorpresa piuttosto gradita', ha affermato il principale investigatore di Phoenix, Peter Smith. “In estate c'era molta polvere nell'atmosfera. Mentre ci avvicinavamo all'autunno, la polvere si è diradata e all'improvviso si sono formate nuvole di ghiaccio d'acqua a circa 4 km (2,5 mi.) sopra la superficie. Potevamo vedere le nuvole sfrecciare, muoversi attraverso il campo della telecamera, e una volta abbiamo visto la neve uscire dal fondo di una nuvola. È stato molto emozionante osservare i cambiamenti climatici giornalieri. Nessuno ha mai fatto questa esperienza'.
Utilizzando il LIDAR, il team ha potuto misurare la polvere atmosferica nello strato limite planetario (PBL), la parte più bassa dell'atmosfera che è direttamente influenzata dal suo contatto con una superficie planetaria.
Whiteway e il suo team hanno affermato che il PBL su Marte è piuttosto interessante. 'Il PBL su Marte era ben mescolato, fino ad un'altezza di circa 4 chilometri, dalla turbolenza e convezione diurna estiva', ha scritto il team nel loro articolo, pubblicato oggi sul Journal Science. “Le nuvole di ghiaccio d'acqua sono state rilevate nella parte superiore del PBL e vicino al suolo ogni notte a fine estate dopo che la temperatura dell'aria ha iniziato a diminuire. L'interpretazione è che il vapore acqueo mescolato verso l'alto dalla turbolenza diurna e dalla convezione forma di notte nuvole di cristalli di ghiaccio che precipitano verso la superficie.
Le nuvole non hanno iniziato a formarsi fino a circa 80 o 90 sol - il numero di giorni da quando Phoenix è atterrato su Marte - quando le temperature dell'aria erano abbastanza fresche da consentire la condensazione del vapore acqueo nell'atmosfera. Nelle prime ore del mattino del sol 109, il LIDAR ha osservato nubi e precipitazioni che si estendevano fino al suolo.
Il team scientifico ha affermato che le nuvole e le precipitazioni mantengono l'acqua confinata all'interno del PBL. Alla fine, le nuvole di ghiaccio sarebbero rimaste all'interno del PBL per tutto il giorno e il ghiaccio d'acqua sarebbe rimasto depositato sul terreno. Man mano che la profondità del PBL diminuiva alla fine dell'estate, il vapore acqueo atmosferico diminuiva e il processo alla fine si interrompeva con l'avanzare dell'inverno.