Il nuovo studio colma una grande lacuna in quella che i ricercatori chiamano “la storia dell’acqua su Venere”. Utilizzando simulazioni al computer, il team ha scoperto che gli atomi di idrogeno nell'atmosfera del pianeta sfrecciano nello spazio attraverso un processo noto come "ricombinazione dissociativa", facendo sì che Venere perda ogni giorno circa il doppio della quantità di acqua rispetto alle stime precedenti.

Il team ha pubblicato i risultati il ​​6 maggio sulla rivista Nature .

I risultati potrebbero aiutare a spiegare cosa succede all'acqua in una serie di pianeti in tutta la galassia.

"L'acqua è davvero importante per la vita", ha affermato Eryn Cangi, ricercatore presso il Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale (LASP) e co-autore principale del nuovo articolo. "Dobbiamo comprendere le condizioni che supportano l'acqua liquida nell'universo e che potrebbero aver prodotto lo stato molto secco di Venere oggi."

Venere, ha aggiunto, è decisamente riarsa. Se prendessimo tutta l'acqua sulla Terra e la spargessimo sul pianeta come marmellata sul pane tostato, otterremmo uno strato liquido profondo circa 3 chilometri (1,9 miglia). Se facessi la stessa cosa su Venere, dove tutta l'acqua è intrappolata nell'aria, ti ritroveresti con solo 3 centimetri (1,2 pollici), appena sufficienti per bagnarti le dita dei piedi.

"Venere ha 100.000 volte meno acqua della Terra, anche se ha sostanzialmente le stesse dimensioni e massa", ha affermato Michael Chaffin, co-autore principale dello studio e ricercatore presso LASP.

Nel presente studio, i ricercatori hanno utilizzato modelli computerizzati per comprendere Venere come un gigantesco laboratorio chimico, concentrandosi sulle diverse reazioni che si verificano nella vorticosa atmosfera del pianeta. Il gruppo riferisce che una molecola chiamata HCO ⁺ (uno ione composto da un atomo ciascuno di idrogeno, carbonio e ossigeno) nell'alta atmosfera di Venere potrebbe essere il colpevole della fuoriuscita di acqua dal pianeta.

Per Cangi, co-autore principale della ricerca, i risultati rivelano nuovi indizi sul perché Venere, che probabilmente una volta sembrava quasi identica alla Terra, oggi è quasi irriconoscibile.

"Stiamo cercando di capire quali piccoli cambiamenti si sono verificati su ciascun pianeta per portarli in questi stati molto diversi", ha detto Cangi, che ha conseguito il dottorato in scienze astrofisiche e planetarie presso la CU Boulder nel 2023.

Versare acqua

Venere, notò, non è sempre stata un deserto.

Gli scienziati sospettano che miliardi di anni fa, durante la formazione di Venere, il pianeta abbia ricevuto tanta acqua quanto la Terra. Ad un certo punto è avvenuta la catastrofe. Le nubi di anidride carbonica nell'atmosfera di Venere hanno dato il via al più potente effetto serra del sistema solare, aumentando infine la temperatura in superficie fino a raggiungere i 900 gradi Fahrenheit. Nel processo, tutta l'acqua di Venere evaporò trasformandosi in vapore, e la maggior parte andò alla deriva nello spazio.

Ma quell'antica evaporazione non può spiegare perché Venere sia così secca come lo è oggi, o come continui a perdere acqua nello spazio.

"Per analogia, diciamo che ho scaricato l'acqua nella mia bottiglia. Rimarrebbero ancora alcune goccioline", ha detto Chaffin.

Su Venere, però, anche quasi tutte le gocce rimanenti sono scomparse. Il colpevole, secondo il nuovo lavoro, è l'inafferrabile HCO ⁺ .

Missioni su Venere

Chaffin e Cangi hanno spiegato che nelle atmosfere superiori del pianeta, l'acqua si mescola con l'anidride carbonica per formare questa molecola. In ricerche precedenti, i ricercatori hanno riferito che HCO ⁺ potrebbe essere responsabile della perdita di gran parte della sua acqua da parte di Marte.

Ecco come funziona su Venus:HCO ⁺ viene prodotto costantemente nell'atmosfera, ma i singoli ioni non sopravvivono a lungo. Gli elettroni nell'atmosfera trovano questi ioni e si ricombinano per dividere gli ioni in due. Nel processo, gli atomi di idrogeno sfrecciano via e potrebbero persino fuggire completamente nello spazio, derubando Venere di uno dei due componenti dell'acqua.

Nel nuovo studio, il gruppo ha calcolato che l'unico modo per spiegare lo stato secco di Venere era se il pianeta ospitasse volumi di HCO maggiori del previsto. nella sua atmosfera. C'è una svolta nelle scoperte del team. Gli scienziati non hanno mai osservato l'HCO ⁺ intorno a Venere. Chaffin e Cangi suggeriscono che ciò è dovuto al fatto che non hanno mai avuto gli strumenti per osservare adeguatamente.

Mentre dozzine di missioni hanno visitato Marte negli ultimi decenni, molti meno veicoli spaziali hanno viaggiato verso il secondo pianeta partendo dal Sole. Nessuno ha portato con sé strumenti in grado di rilevare l'HCO ⁺ che alimenta la via di fuga appena scoperta dalla squadra.

"Una delle conclusioni sorprendenti di questo lavoro è che HCO ⁺ dovrebbero in realtà essere tra gli ioni più abbondanti nell'atmosfera di Venere," ha detto Chaffin.

Negli ultimi anni, tuttavia, un numero crescente di scienziati ha messo gli occhi su Venere. La missione DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gas, Chemistry, and Imaging) pianificata dalla NASA, ad esempio, lancerà una sonda attraverso l'atmosfera del pianeta fino alla superficie. Il lancio è previsto entro la fine del decennio.

DAVINCI non sarà in grado di rilevare HCO ⁺ , ma i ricercatori sperano che una missione futura possa rivelare un altro pezzo chiave della storia dell'acqua su Venere.

"Non ci sono state molte missioni su Venere", ha detto Cangi. "Ma le missioni appena pianificate sfrutteranno decenni di esperienza collettiva e un fiorente interesse per Venere per esplorare gli estremi delle atmosfere planetarie, dell'evoluzione e dell'abitabilità."