Plyost: Marte: Come è morto?

Marte come è morto?

Premessa: adattato in parte da wikipedia

Un tempo Marte era come la Terra, aveva un atmosfera normale e l’acqua era presente sulla sua superficie. Poi si è trasformato nell’inferno che conosciamo.

L’aspetto di Marte

Marte viene chiamato il Pianeta rosso, a causa del suo colore caratteristico dovuto alle grandi quantità di ossido di ferro che lo ricoprono.

La storia geologica di Marte è stata divisa in tre ere. A tale scopo si è ricorso all'analisi della densità dei crateri d'impatto presenti sulla sua superficie, allo studio dei meteoriti marziani rinvenuti sulla Terra e dei flussi lavici superficiali:

- Epoca Noachiana (così nominata dalla Noachis Terra): si colloca tra 3,8 miliardi e 3,5 miliardi di anni fa. Vede la formazione della superficie più antica di Marte ed è riconoscibile per le numerose cicatrici lasciate dai crateri. La regione Tharsis si è formata in questo periodo, anche grazie a grandi correnti di acqua allo stato liquido presenti in questo periodo.

- Epoca Hesperiana (da Hesperia Planum): da 3,5 miliardi a 1,8 miliardi di anni fa. Nelle sue fasi iniziali si formarono Hellas e Argyre Planitia. Degna di nota inoltre per la formazione di ampie pianure laviche.

- Epoca Amazzoniana (da Amazonis Planitia): da 1,8 miliardi di anni fa al presente. Tra gli aspetti salienti la formazione in questo periodo dell'Olympus Mons e di altre grandi strutture vulcaniche. Si distingue inoltre una tarda epoca Amazzoniana iniziata tra i 600 e i 300 milioni di anni fa.

La superficie di Marte presenta formazioni vulcaniche, valli, calotte polari e deserti sabbiosi, oltre a formazioni geologiche che suggeriscono la presenza, in un lontano passato, di un'idrosfera. Tuttavia la superficie del pianeta appare fortemente craterizzata, a causa della quasi totale assenza di agenti erosivi (attività geologica, atmosferica e idrosferica in primis) in grado di modellare le strutture tettoniche; inoltre, la bassissima densità dell'atmosfera non è in grado di consumare buona parte dei meteoriti, che quindi raggiungono il suolo con maggior frequenza che non sulla Terra.

Il colpevole

Le presenza dell’acqua e di un atmosfera normale su un pianeta dipendono anche dal suo Campo Magnetico, altrimenti queste, se sono presenti, si disperdono nello spazio.

Ecco una lista dei pianeti che hanno il CAMPO MAGNETICO:

Mercurio SI

Venere NO

Terra SI

Marte NO

Giove SI

Saturno SI

Urano SI

Nettuno SI

Ciò che sulla terra crea il campo magnetico così forte sono i moti convettivi del materiale che compone il mantello e la rispettiva rotazione differenziale del nucleo metallico
questi movimenti determinano un effetto dinamo con, semplificando, una parte che si comporta da statore e una da rotore.

Quindi si suppone che gli strati interni di quei pianeti che non hanno il campo magnetico siano solidi oppure non vi sia un sufficiente movimento delle parti fluide per generare un campo significativo (infatti hanno un campo magnetico ma molto debole).

I materiali del nostro sistema hanno le stessa abbondanza. Il punto importante è che, rispetto a Marte, la Terra è più massiccia e grossa.

Un pianeta si raffredda dalla superficie, che dipende dal quadrato del raggio, mentre il calore è immagazzinato nella massa, e quindi nel volume, che dipende dal cubo del raggio.
Di conseguenza, un pianeta grande si raffredda lentamente di uno piccolo perché ha in proporzione più volume rispetto alla superficie (all'aumentare del raggio, la superficie cresce più lentamente del volume). La grande differenza tra la Terra e Marte è questa.

Marte è ben più piccolo, e si è raffreddato più rapidamente. L'interno potrebbe essere metallico ma solido, oppure potrebbe anche non essere metallico se si è raffreddato prima che la separazione gravitazionale avesse luogo.

Venere ha dimensioni paragonabili a quelle della Terra, ma ha una rotazione lentissima.
Per quanto riguarda i pianeti gassosi, le cose stanno molto diversamente.

I campi magnetici sono anomali.

Da delle simulazioni del campo magnetico dei giganti gassosi partendo dall'idrogeno metallico emerge che è questo a dar luogo ai campi.

La questione di Mercurio è più delicata per via della vicinanza del Sole che lo riscalda decisamente (pensa che la grande vicinanza al Sole fa sì che gli effetti della relatività generale si facciano vedere nella sua orbita).

Il nucleo di Marte è composto principalmente da ferro con il 14-17% di solfuro di ferro e si estende per un raggio di circa 1480 km. Molto probabilmente il nucleo non è liquido, ma allo stato viscoso; di conseguenza Marte non presenta un campo magnetico apprezzabile (massimo 5 nT, nanoTesla) né attività geologica di rilievo. Questo comporta la mancanza di protezione del suolo del pianeta dall'attività di particelle cosmiche ad alta energia; tuttavia la maggiore distanza dal Sole rende meno violente le conseguenze della sua attività. Anche se Marte non dispone di un campo magnetico intrinseco, è possibile provare che parti della sua crosta siano state magnetiche e che si sia avuta una polarità alternata attorno ai suoi due poli. Una teoria, pubblicata nel 1999 e rivista nel 2005 assieme alle ricerche del Mars Global Surveyor, deduce dal paleomagnetismo marziano che fino a circa 4 miliardi di anni fa esistevano movimenti tettonici su Marte e la loro scomparsa è la causa di una magnetosfera quasi inesistente.

Effetti sull’Atmosfera e sull’acqua

Su Marte manca l’aria, letteralmente.

Il pianeta è molto ostile: la densità atmosferica è cento volte minore di quella terrestre al livello del mare. L’atmosfera, costituita per oltre il 95% da anidride carbonica, è rarefatta, la pressione è molto bassa, la superficie marziana è battuta dalla radiazione ultravioletta del Sole.

E nonostante l’esiguità dell’atmosfera, Marte è sconvolto da periodiche tempeste di sabbia molto violente: le tempeste di sabbia che possono estendersi su una piccola zona così come sull'intero pianeta. Solitamente si verificano quando Marte si trova prossimo al Sole ed è stato dimostrato che aumentano la temperatura atmosferica del pianeta.

Tra l’altro, su Marte le escursioni termiche tra notte e giorno sono fortissime.

Ma come mai l’atmosfera è così rarefatta? Dipende dal campo magnetico di Marte.

La magnetosfera di Marte è assente a livello globale e, in seguito alle rilevazioni del magnetometro MAG/ER del Mars Global Surveyor, considerando che è stata constatata l'assenza di magnetismo sopra i crateri Argyre e Hellas Planitia, si presume sia scomparsa da circa 4 miliardi di anni e quindi i venti solari colpiscono direttamente la sua ionosfera. Questo mantiene l'atmosfera del pianeta piuttosto sottile per via della continua asportazione di atomi dalla parte più esterna della stessa. A riprova di questo fatto sia il Mars Global Surveyor che il Mars Express hanno individuato queste particelle atmosferiche ionizzate allontanarsi dietro il pianeta.

La pressione atmosferica media è di 700 Pa ma varia da un minimo di 30 Pa sull'Olympus Mons a oltre 1155 Pa nella depressione di Hellas Planitia. Per un paragone Marte ha una pressione atmosferica pari a 1% rispetto alla Terra.

Ma 4 miliardi di anni fa l'atmosfera di Marte doveva essere più densa di quanto non lo sia oggi. In caso contrario, proprio a causa della bassa pressione, l’acqua liquida sarebbe rapidamente evaporata e il ghiaccio sublimato.

Insomma: deve esserci stata un’atmosfera in grado di mantenere l’acqua sulla superficie del pianeta.

Attualmente la presenza di acqua allo stato liquido è impossibile su Marte proprio a causa della sua pressione atmosferica eccessivamente bassa (salvo in zone di elevata depressione e per brevi periodi di tempo). Il ghiaccio d'acqua però è abbondante: i poli marziani infatti ne sono ricoperti e lo strato di permafrost si estende fino a latitudini di circa 60°. La NASA nel marzo del 2007 annunciò che se si ipotizzasse lo scioglimento totale delle calotte polari, l'intero pianeta verrebbe sommerso da uno strato d'acqua profondo 11 metri.