Una nuova ricerca che utilizza un decennio di dati dal Mars Express dell'ESA ha trovato chiari segni della complessa atmosfera marziana che agisce come un singolo, sistema interconnesso, con processi che si verificano a livelli bassi e medi che influenzano significativamente quelli osservati più in alto.

Comprendere l'atmosfera marziana è un argomento chiave nella scienza planetaria, dal suo stato attuale alla sua storia passata. L'atmosfera di Marte si disperde continuamente nello spazio, ed è un fattore cruciale nel passato del pianeta, regalo, e futura abitabilità – o mancanza di essa. Il pianeta ha perso la maggior parte della sua atmosfera, un tempo molto più densa e umida, facendolo evolvere nel secco, mondo arido che vediamo oggi.

Però, la tenue atmosfera che Marte ha conservato rimane complessa, e gli scienziati stanno lavorando per capire se e come i processi al suo interno sono collegati nello spazio e nel tempo.

Un nuovo studio basato su 10 anni di dati dallo strumento radar su Mars Express offre ora prove chiare di un ricercato legame tra l'atmosfera superiore e quella inferiore del pianeta. Sebbene sia meglio conosciuto per aver sondato l'interno di Marte tramite sondaggi radar, lo strumento ha anche raccolto osservazioni della ionosfera marziana da quando ha iniziato a funzionare nel 2005.

"I livelli inferiore e medio dell'atmosfera di Marte sembrano essere accoppiati ai livelli superiori:c'è un chiaro legame tra loro durante tutto l'anno marziano, ", afferma l'autore principale Beatriz Sánchez-Cano dell'Università di Leicester, UK.

"Abbiamo trovato questo collegamento tracciando la quantità di elettroni nell'alta atmosfera, una proprietà che è stata misurata dal radar MARSIS per oltre un decennio in diverse stagioni, aree di Marte, Momenti della giornata, e altro ancora, e correlandolo con i parametri atmosferici misurati da altri strumenti su Mars Express."

È noto che la quantità di particelle cariche nell'alta atmosfera di Marte - ad altitudini comprese tra 100 e 200 km - cambia con la stagione e l'ora locale, guidato dai cambiamenti nell'illuminazione e nell'attività solare, e, fondamentale per questo studio, la diversa composizione e densità dell'atmosfera stessa. Ma gli scienziati hanno trovato più cambiamenti di quanto si aspettassero.

"Abbiamo scoperto un aumento sorprendente e significativo della quantità di particelle cariche nell'atmosfera superiore durante la primavera nell'emisfero settentrionale, che è quando la massa nella bassa atmosfera sta crescendo mentre il ghiaccio sublima dalla calotta polare settentrionale, "aggiunge Beatrice.

Le calotte polari di Marte sono costituite da una miscela di ghiaccio d'acqua e anidride carbonica congelata. Ogni inverno, fino a un terzo della massa nell'atmosfera di Marte si condensa per formare uno strato ghiacciato a ciascuno dei poli del pianeta. ogni primavera, parte della massa all'interno di questi cappucci sublima per ricongiungersi all'atmosfera, e di conseguenza i cappucci si restringono visibilmente.

"Si pensava che questo processo di sublimazione colpisse principalmente solo la bassa atmosfera - non ci aspettavamo di vedere i suoi effetti propagarsi chiaramente verso l'alto a livelli più alti, " afferma il coautore Olivier Witasse dell'Agenzia spaziale europea, ed ex Project Scientist dell'ESA per Mars Express.

"È molto interessante trovare una connessione come questa".

La scoperta suggerisce che l'atmosfera di Marte si comporta come un unico sistema.

Questo potrebbe potenzialmente aiutare gli scienziati a capire come l'atmosfera di Marte si evolve nel tempo, non solo per quanto riguarda i disturbi esterni come la meteorologia spaziale e l'attività del Sole, ma anche rispetto alla forte variabilità interna di Marte e ai processi superficiali.

Comprendere la complessa atmosfera di Marte è uno degli obiettivi chiave della missione Mars Express dell'ESA, che opera in orbita attorno al Pianeta Rosso dal 2003.

"Mars Express sta ancora andando forte, con uno dei suoi attuali obiettivi chiave è quello di esplorare esattamente come si comporta l'atmosfera marziana, e come i diversi strati di esso sono collegati tra loro, ", afferma Dmitri Titov, scienziato del progetto ESA Mars Express.

"Avere una lunga linea di base di dati è fondamentale per il nostro studio su Marte:ora ci sono oltre un decennio di osservazioni con cui lavorare. Questi dati non coprono solo un lungo periodo di tempo, ma anche l'intero Marte e la sua atmosfera.

"Questa ricchezza di osservazioni complete e complementari di diversi strumenti su Mars Express rende possibili studi come questo e, insieme al Trace Gas Orbiter dell'ESA e alla missione MAVEN della NASA, ci sta aiutando a svelare i segreti dell'atmosfera marziana".