Questa immagine di una tempesta di polvere su Marte è stata scattata nel 2007 da Mars Reconnaissance Orbiter, della NASA. Le nuvole di ghiaccio d'acqua sono visibili vicino alla regione polare, con scanalature prodotte da oscillazioni di pressione o temperatura che sono caratteristiche delle onde gravitazionali. Queste onde sono state molto probabilmente causate dal vento che soffia su una cresta del cratere. Crediti:NASA/JPL-Caltech/MSSS
Marte ha un'atmosfera molto sottile, con quasi un centesimo della nostra densità sulla Terra, e la gravità tira con poco più di un terzo della forza che sentiamo sul nostro pianeta. Di conseguenza, le tempeste di polvere possono diventare globali. Per future missioni su Marte, è importante capire l'involucro aereo del pianeta e prevederne gli umori.
Un nuovo studio, guidato da Gabriella Gilli, dell'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e della Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa), pubblicato in Giornale di ricerca geofisica , potrebbe migliorare il modo in cui descriviamo e prevediamo il tempo marziano. Questo studio suggerisce che le onde che si muovono verso l'alto attraverso l'aria sottile di Marte, e causato da perturbazioni dell'aria, può avere un forte impatto sull'atmosfera nel suo complesso.
Comprendere questo processo può spiegare alcune delle differenze tra ciò che le missioni spaziali hanno osservato sul pianeta rosso e le simulazioni al computer che gli scienziati stanno usando per capire come funziona la sua atmosfera.
Le onde gravitazionali atmosferiche sono piccole fluttuazioni della densità dell'aria e della temperatura che si propagano attraverso l'atmosfera. Possono essere prodotti da una serie di processi, come interazioni di aria calda e fredda, o il flusso d'aria sopra le montagne, tutte perturbano la stratificazione stabile dell'atmosfera.
Poiché queste onde trasportano e rilasciano energia, fanno accelerare i venti, o per rallentare a brezze gentili. Così, sono noti per avere un ruolo nella circolazione atmosferica globale sulla Terra, così come su Marte e Venere.
L'atmosfera marziana ha quasi un centesimo della nostra densità sulla Terra. È visibile come uno strato traslucido in questa immagine presa dalla missione Viking 1, della NASA, nel 1976. Crediti:NASA/Viking 1
"Ci siamo concentrati sul confronto tra le nostre simulazioni tridimensionali dell'atmosfera e le osservazioni dello strumento Mars Climate Sounder a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter, " dice Gabriella Gilli. "L'inclusione nel modello delle onde gravitazionali prodotte dalla convezione fornisce una spiegazione fisica plausibile per alcune delle restanti divergenze tra le osservazioni e le simulazioni".
Secondo il presente studio, queste onde sembrano interagire con le oscillazioni periodiche dell'atmosfera nel suo insieme, chiamate maree diurne, causato dal contrasto di temperatura tra il giorno e la notte. Su Marte, queste maree sono molto più forti che sulla Terra a causa del suo involucro sottile.
Lo studio mostra che l'impatto delle onde gravitazionali sulle maree diurne marziane tende a rallentare i venti ad altitudini superiori ai 50 km, più in accordo con quanto di fatto osservato su Marte.
Gli autori hanno utilizzato un modello tridimensionale sviluppato dal Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD), a Parigi. Il modello è in continuo aggiornamento verso una rappresentazione più fedele del clima marziano. Questo lavoro del team di Gilli è uno di questi aggiornamenti.
Le variazioni di densità atmosferica specifiche delle onde gravitazionali possono lasciare tracce sulle nuvole, come l'impronta digitale visibile in questo ponte di nuvole sull'Oceano Indiano, registrato in un'immagine raccolta dalla missione Terra, della NASA, nel 2003. Crediti:NASA/GSFC/LaRC/JPL, Squadra MISR
È una rappresentazione al computer delle onde gravitazionali causate dalla convezione. Le loro proprietà specifiche possono essere regolate durante il controllo se l'uscita meteo simulata, vale a dire velocità del vento e oscillazioni di densità e temperatura, avvicinarsi ai dati registrati dalle navicelle spaziali.
Gilli, che è un esperto dell'atmosfera del nostro prossimo prossimo, Venere, afferma che i modelli per questi pianeti sono una chiave per comprendere anche le differenze e le somiglianze tra questi mondi e la Terra, e per comprendere l'evoluzione del nostro pianeta.
"Continueremo a lavorare sui modelli climatici dei nostri pianeti vicini e con nuovi dati provenienti da future missioni come Exo-Mars e Mars2020, " dice Gabriella Gilli. "E' fondamentale applicare questi modelli anche a pianeti extrasolari simili alla Terra, in modo da poter prevedere cosa potremo osservare con gli strumenti previsti per i prossimi anni per lo studio di mondi lontani."
