3 gennaio 2017

Che fine ha fatto l'acqua di Marte?




Fino a non molto tempo fa, la domanda non aveva risposta, ma oggi, grazie alle sonde spaziali lanciate su Marte ed a tutti i nuovi dati acquisiti attraverso di esse, ne sappiamo molto più di prima, la risposta sembra quindi a portata di mano.
Vediamo perchè.
Ciò che sulla terra crea il campo magnetico così forte sono i moti convettivi del materiale che compone il mantello e la rispettiva rotazione differenziale del nucleo metallico ferroso. Questi movimenti determinano un effetto dinamo con, semplificando, una parte che si comporta da statore ed una da rotore, la loro interazione genera potenti correnti elettriche e conseguente generazione del campo magnetico esterno alla superficie. Il campo magnetico terrestre difende la superficie del pianeta dal vento solare generato dalle potentissime eruzioni (flare) prodotte dalla superficie del sole. Giusto per fare un paragone, il campo megnetico terrestre è paragonabile ad un grande muro di mattini che protegge dal vento.
I pianeti del Sistema Solare con nucleo ferroso fluido o semi fluido, hanno il campo magnetico, gli altri, pur avendo il nucleo ferroso, ma solido, non hanno campo magnetico, oppure è debolissimo. Quindi si suppone che gli strati interni di pianeti con nucleo ferroso, ma che non hanno il campo magnetico, siano solidi oppure non vi sia un sufficiente movimento delle parti fluide per generare un campo significativo (infatti alcuni, hanno un campo magnetico ma molto debole).
I materiali del nucleo terrestre, hanno le stessa abbondanza e composizione che su Marte. Il punto importante è che, rispetto a Marte, la Terra è più massiccia e grossa, si sta infatti raffreddando più lentamente ed il suo nucleo ferroso è ancora fluido.

Un pianeta si raffredda dalla superficie, che dipende dal quadrato del raggio, mentre il calore è immagazzinato nella massa, e quindi nel volume, che dipende dal cubo del raggio. Di conseguenza, un pianeta grande si raffredda lentamente di uno piccolo perché ha in proporzione più volume rispetto alla superficie (all'aumentare del raggio, la superficie cresce più lentamente del volume). La grande differenza tra la Terra e Marte è questa: Marte è ben più piccolo e si è raffreddato più rapidamente. L'interno potrebbe essere metallico ma solido.
Il nucleo di Marte è composto principalmente da ferro con il 14-17% di solfuro ferroso e si estende per un raggio di circa 1480 km. Molto probabilmente il nucleo non è liquido, ma allo stato viscoso; di conseguenza Marte, oggi, non presenta un campo magnetico apprezzabile (massimo 5 nT, nanotesla) né attività geologica di rilievo. Questo comporta la mancanza di protezione del suolo del pianeta dall'attività di particelle cosmiche ad alta energia; tuttavia la maggiore distanza dal Sole rende meno violente le conseguenze della sua attività. Anche se Marte non dispone di un campo magnetico intrinseco, è possibile provare che parti della sua crosta siano state magnetiche e che si sia avuta una polarità alternata attorno ai suoi due poli (dati acquisiti attraverso le sonde automatiche).
Una teoria, pubblicata nel 1999 e rivista nel 2005 assieme alle ricerche del Mars Global Surveyor, deduce dal paleomagnetismo marziano che fino a circa 4 miliardi di anni fa esistevano movimenti tettonici su Marte e la loro scomparsa è la causa di una magnetosfera quasi inesistente.
Marte, che in passato possedeva un campo megnetico adeguato a mantenere atmosfera simile a quella della Terra e non meno acqua sulla sua superficie rispetto a quella presente oggi sulla Terra, a causa del raffreddamento (il suo raggio è inferiore a quello della Terra) ha visto trasformarsi il materiale ferroso al suo interno, da fluido a solido o quasi; il risultato di tale trasformazione è stata la perdita del campo megnetico e, conseguentemente, perdita dell'atmosfera e dell'acqua presente sulla sua superficie a cusa dell'attività solare. Se la Terra dovesse perdere il suo campo magnetico, la superficie diveterebbe simile a quella marziana e, niente più acqua ne atmosfera.

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