martedì 19 marzo 2013

Marte: il pianeta rosso

Marte è un pianeta del nostro sistema solare. Il diametro di Marte è circa la metà di quello della Terra e la sua massa è circa 10 volte minore di quella della Terra. Così, essenzialmente si tratta di un pianeta più piccolo della Terra. Ma veniamo con una domanda fondamentale. Perché Marte è chiamato il pianeta rosso? Beh, prima di tutto perché appare rosso!


Scherzi a parte, ma perché è rosso? Ciò è dovuto alla presenza di un composto chimico particolare nel suolo di Marte. Il composto di cui parliamo è l'ossido di ferro. Si tratta di un composto in cui sono presenti ossigeno e ferro, cioè gli stessi elementi che si trovano nella ruggine. Ecco spiegato perché il suolo è rosso!
Andiamo avanti ora. Ci sono anche differenze riguardo la durata del giorno e dell'anno rispetto alla Terra. Un giorno marziano dura un'ora in più rispetto al giorno terrestre e quindi su questo siamo simili. Invece un anno marziano dura il doppio, cioè 687 giorni. Certo, un'estate più lunga!
A dire il vero dobbiamo dire che l'aria di Marte è leggermente più fresca rispetto alla nostra. Infatti la temperatura massima arriva a 20 °C mentre la minima arriva sino a -140 °C! Inoltre, sempre riguardo alle stagioni, c'è da dire che l'inclinazione dell'asse marziano (circa 25°) rispetto al piano orbitale del sistema solare è simile all'inclinazione dell'asse terrestre (circa 23°).
Ma cosa c'è nell'atmosfera di Marte? Approssimativamente il 95% è diossido di carbonio, cioè un composto con un atomo di carbonio e due di ossigeno. Inoltre ci sono solo piccole percentuali di ossigeno e azoto. Il diossido di carbonio è un gas fondamentale per la vita e la fotosintesi delle piante. Inoltre l'alta percentuale di diossido di carbonio genera anche una specie di effetto serra quando Marte è più vicino al Sole durante la sua rivoluzione attorno alla nostra stella.
Un'altra cosa importante è che Marte ha perso la sua magnetosfera, cioè la regione di spazio che circondava Marte riempita dal suo campo magnetico. Questo permette alle particelle del vento solare di raggiungere l'atmosfera marziana la quale risulta così non protetta come quella della Terra.
Bisogna inoltre dire che vi è anche del metano su Marte (un composto formato da un atomo di carbonio e 4 di idrogeno). Il metano è un gas abbastanza instabile che dovrebbe essere decomposto dalla radiazione ultravioletta proveniente dal Sole. Invece possiamo misurare la presenza di metano su Marte. Una possibile spiegazione è che ci deve essere una sorgente che re-introduce metano nell'atmosfera. La causa potrebbe essere una qualche attività vulcanica, l'impatto di una cometa in passato o, addirittura, la presenza di microscopiche forme di vita!

Infine veniamo alla domanda più interessante di tutte. Possiamo trovare acqua liquida su Marte? La risposta è: in generale no. Vediamo di capire perché.
L'acqua è un composto chimico formato da un atomo di ossigeno e due di idrogeno. Noi sappiamo che sulla Terra possiamo trovare l'acqua in tre forme: ghiaccio con temperatura minore di 0 °C, liquida tra 0 °C e 100 °C e infine vapore al di sopra dei 100 °C. Ricordiamo che queste condizioni sulla temperatura valgono se si considerano condizioni standard di pressione (ovvero si considera come valore di pressione il valore della pressione atmosferica). Ricordiamo che la pressione atmosferica è la forza che l'aria esercita per unità di superficie.
Tuttavia, Marte non ha lo stesso valore della pressione atmosferica che noi abbiamo sulla Terra. Da noi la pressione atmosferica vale circa 100 mila Pascal (il Pascal è l'unità di misura della pressione) mentre su Marte abbiamo una pressione uguale a 700 Pascal. Quest'ultimo valore è tale che per le temperature in cui abbiamo acqua liquida sulla Terra non abbiamo acqua liquida anche su Marte (dove di giorno siamo sopra ai zero gradi). Dunque su Marte non vi è acqua liquida perché la pressione atmosferica è troppo bassa.
Questo si può facilmente vedere anche dal grafico che segue:

Credit: http://www.iceandclimate.nbi.ku.dk/research/ice_other_planets/ice_on_mars/no_liquid_water/
Il grafico mostra quali condizioni dovrebbero essere soddisfatte per ottenere le varie fasi dell'acqua e inoltre mostra la differente situazione su Marte rispetto a ciò che abbiamo sulla Terra. Il termine "punto triplo" si riferisce a quelle particolari condizioni di pressione e temperatura in cui stato solido, liquido e vapore coesistono allo stesso tempo.
Dal grafico si può dunque vedere che la linea di Marte non interseca la regione blu dell'acqua liquida. Su Marte non si trova acqua liquida, in condizioni standard. Dico "in condizioni standard" perché, come potete vedere, la linea rossa del grafico è davvero molto ma molto vicina alla regione blu che vuol dire acqua liquida. Ciò significa che, in particolari condizioni favorevoli di pressione, potrebbe essere possibile anche avere dell'acqua liquida.
L'uomo è sempre stato interessato a Marte. Parecchie sonde sono andate nell'atmosfera marziana e, recentemente anche sul suolo marziano. Non ci resta che aspettare le novità in attesa che venga organizzata una missione umana.