Uno dei grandi misteri della moderna scienza spaziale è ben riassunto dalla vista della Perseverance della NASA, che è appena atterrato su Marte:oggi è un pianeta desertico, eppure il rover è seduto proprio accanto a un antico delta di un fiume.

L'apparente contraddizione ha sconcertato gli scienziati per decenni, soprattutto perché nello stesso momento in cui Marte aveva fiumi che scorrevano, stava ricevendo meno di un terzo del sole di cui godiamo oggi sulla Terra.

Ma un nuovo studio condotto dallo scienziato planetario Kite dell'Università di Chicago, un assistente professore di scienze geofisiche ed esperto di climi di altri mondi, utilizza un modello al computer per fornire una spiegazione promettente:Marte avrebbe potuto avere un sottile strato di ghiaccio, nubi d'alta quota che hanno causato un effetto serra.

"C'è stata una disconnessione imbarazzante tra le nostre prove, e la nostra capacità di spiegarlo in termini di fisica e chimica, " ha detto Kite. "Questa ipotesi va molto per colmare quel divario."

Delle molteplici spiegazioni che gli scienziati avevano precedentemente avanzato, nessuno ha mai funzionato. Per esempio, alcuni hanno suggerito che una collisione di un enorme asteroide avrebbe potuto rilasciare abbastanza energia cinetica per riscaldare il pianeta. Ma altri calcoli hanno mostrato che questo effetto sarebbe durato solo per un anno o due, e le tracce di antichi fiumi e laghi mostrano che il riscaldamento probabilmente è durato per almeno centinaia di anni.

Kite e i suoi colleghi volevano rivisitare una spiegazione alternativa:nuvole ad alta quota, come cirri sulla Terra. Anche una piccola quantità di nubi nell'atmosfera può aumentare significativamente la temperatura di un pianeta, un effetto serra simile all'anidride carbonica nell'atmosfera.

L'idea era stata proposta per la prima volta nel 2013, ma era stato in gran parte accantonato perché, Kite ha detto, "Si diceva che avrebbe funzionato solo se le nuvole avessero proprietà non plausibili". Per esempio, i modelli suggerivano che l'acqua avrebbe dovuto indugiare a lungo nell'atmosfera, molto più a lungo di quanto non faccia normalmente sulla Terra, quindi l'intera prospettiva sembrava improbabile.

Utilizzando un modello 3D dell'atmosfera dell'intero pianeta, Kite e il suo team si sono messi al lavoro. Il pezzo mancante, hanno trovato, era la quantità di ghiaccio sul terreno. Se ci fosse del ghiaccio che copre grandi porzioni di Marte, che creerebbe umidità superficiale che favorisce le nubi a bassa quota, che non sono pensati per riscaldare molto i pianeti (o possono anche raffreddarli, perché le nuvole riflettono la luce del sole lontano dal pianeta.)

Ma se ci sono solo chiazze di ghiaccio, come ai poli e sulle cime dei monti, l'aria a terra diventa molto più secca. Queste condizioni favoriscono un alto strato di nuvole, nuvole che tendono a riscaldare i pianeti più facilmente.

I risultati del modello hanno mostrato che gli scienziati potrebbero dover scartare alcune ipotesi cruciali basate sul nostro particolare pianeta.

"Nel modello, queste nuvole si comportano in un modo molto poco simile alla Terra, " disse Kite. "Costruire modelli sull'intuizione basata sulla Terra non funzionerà, perché questo non è affatto simile al ciclo dell'acqua della Terra, che sposta rapidamente l'acqua tra l'atmosfera e la superficie."

Qui sulla Terra, dove l'acqua copre quasi i tre quarti della superficie, l'acqua si muove rapidamente e in modo non uniforme tra l'oceano, l'atmosfera e la terra, muovendosi in vortici e vortici che significano che alcuni luoghi sono per lo più asciutti (il Sahara) e altri sono inzuppati (l'Amazzonia). In contrasto, anche al culmine della sua abitabilità, Marte aveva molta meno acqua sulla sua superficie. Quando il vapore acqueo si disperde nell'atmosfera, nel modello di Kite, indugia.

"Il nostro modello suggerisce che una volta che l'acqua si è spostata nell'atmosfera marziana primitiva, rimarrebbe lì per un tempo piuttosto lungo, più vicino a un anno, e questo crea le condizioni per nuvole d'alta quota di lunga durata, " disse Kite.

Il rover Perseverance appena atterrato della NASA dovrebbe essere in grado di testare questa idea in diversi modi, pure, ad esempio analizzando i ciottoli per ricostruire la pressione atmosferica passata su Marte.

Comprendere la storia completa di come Marte ha guadagnato e perso il suo calore e la sua atmosfera può aiutare a informare la ricerca di altri mondi abitabili, hanno detto gli scienziati.

"Marte è importante perché è l'unico pianeta che conosciamo che aveva la capacità di supportare la vita e poi l'ha perso, " Kite ha detto. "La stabilità climatica a lungo termine della Terra è notevole. Vogliamo capire tutti i modi in cui la stabilità climatica a lungo termine di un pianeta può crollare e tutti i modi (non solo il modo della Terra) in cui può essere mantenuta. Questa ricerca definisce il nuovo campo dell'abitabilità planetaria comparata".