Natura

Gli archeologi dell'aria

Tra astrofisica e storia, alla scoperta del passato dei pianeti attraverso lo studio delle loro atmosfere.

I meteoriti non sono solo pericolosi per i danni che potrebbero causare con la loro caduta, ma possono diventare preziosi alleati degli scienziati nello studio delle origini del nostro e degli altri pianeti. Lo sostiene Paul Withers, ricercatore all'Università di Boston, che da qualche tempo sta studiando ciò che accade agli strati superiori delle atmosfere della Terra, di Venere o di Marte durante e dopo il passaggio di una roccia spaziale.

Il ferro venuto dallo spazio
L'atmosfera di questi pianeti è costituita principalmente da elementi leggeri come l'ossigeno, la CO2 e i nitrati e quando viene attraversata da particelle solide, polvere o vere e proprie rocce vaganti, si arricchisce di elementi più pesanti come il ferro, il silicio o il magnesio. Questo può avere effetti significativi sulla dinamica dei venti e sulla circolazione dell'aria all'interno dell'atmosfera stessa.
La parte più alta dell'atmosfera, la ionosfera, contiene plasma, cioè un mix di particelle a carica positiva e negativa. Si tratta di atomi ionizzati e degli elettroni che sono stati loro strappati via. Quando la ionosfera viene attraversata da molecole semplici, per esempio l'ossigeno (O2), queste si rompono, e decadono nel giro di pochi minuti. Ma i materiali più pesanti portati dai meteoriti possono andare incontro a processi chimici più complessi. Le particelle di magnesio per esempio, possono essere ionizzate dall'energia solare o dal contatto con altre molecole che gli strappano un elettrone: queste particelle cariche possono impiegare anche 24 ore prima di decadere.
In pratica, i metalli che arrivano dallo spazio creano “artificialmente” del plasma che in origine non c'era.

Somiglianze spaziali

Ma lo studio di Withers si è spinto oltre, scoprendo che gli strati superiori dell'atmosfera di Venere, di Marte e della Terra sono molto più simili di quanto ritenuto fino ad oggi. La pressione, la temperatura e la chimica delle tre ionosfere sono infatti praticamente uguali e nonostante la diversa distanza da Sole – il principale agente ionizzante del Sistema Solare – dei tre pianeti, la densità di plasma nelle diverse ionosfere è nello stesso ordine di grandezza.
Ma come fanno gli scienziati a studiare le atmosfere di pianeti diversi dalla Terra? Grazie alle onde radio trasmesse da veicoli spaziali e sonde a spasso per lo spazio. Le cariche elettriche presenti nella ionosfera dei pianeti sono infatti in grado di causare interferenze piccole ma misurabili in questi segnali.
Lo studio delle ionosfere dei pianeti extraterrestri è inziato solo da pochi anni e per ora non esistono simulazioni numeriche abbastanza precise da poter spiegare le differenze, che comunque esistono, tra le atmosfere dei diversi pianeti. Obiettivo ultimo degli scienziati è quello di poter ricostruire il passato di Venere o di Marte e gli impatti meteorici che questi pianeti hanno subito, studiando le tracce lasciate nelle loro atmosfere da comete e rocce vaganti.

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11 settembre 2012 Franco Severo
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