La 'nuvola impossibile' di Marte riscrive le regole delle atmosfere planetarie

Per anni, una colossale nuvola lunga 1.800 chilometri è apparsa ogni mattina su Marte, per poi scomparire nel pomeriggio. Soprannominata Nuvola Allungata di Arsia Mons (AMEC), questa eterea scia ha sfidato ogni spiegazione, guadagnandosi il soprannome di 'nuvola impossibile' del Pianeta Rosso. Come poteva un fenomeno così massiccio e costante persistere su un mondo così diverso dal nostro, eppure resistere ai modelli atmosferici convenzionali? La risposta, come ha ora rivelato un team a guida spagnola, risiede in una forma di fisica esotica nota come nucleazione omogenea, un processo precedentemente ritenuto impossibile in un'atmosfera planetaria.

Guidato dal ricercatore Jorge Hernández-Bernal dell'Universidad del País Vasco e della Sorbonne Université, un team internazionale ha pubblicato i suoi risultati su Nature Geoscience. Il loro lavoro descrive in dettaglio come questa nuvola lunga 1.800 chilometri e larga 150 chilometri, avvistata per la prima volta dalla sonda Mars Express dell'Agenzia Spaziale Europea nel 2018, si formi quotidianamente durante la primavera e l'estate marziana, sottovento al vulcano Arsia Mons, alto 20 chilometri.

La fisica senza precedenti delle nuvole marziane

Sulla Terra, le nuvole si formano tipicamente attraverso quella che è nota come nucleazione eterogenea: il vapore acqueo si condensa attorno a particelle sospese nell'aria come polvere, sale o polline. Ecco perché i nostri cieli sono pieni di innumerevoli formazioni nuvolose. Ma l'AMEC non segue queste regole. Si forma invece tramite nucleazione omogenea, un processo in cui il vapore acqueo si congela spontaneamente direttamente in particelle di nuvola ghiacciate senza alcuna fase liquida intermedia o senza richiedere particelle preesistenti. "Il vapore acqueo si trasforma direttamente in particelle di nuvola ghiacciate senza alcun passaggio intermedio", spiega Hernández-Bernal, paragonandolo alla condensa che appare nel mezzo di una stanza, non su una finestra, come riportato dall'ESA.

Questo meccanismo era considerato teoricamente possibile ma non era mai stato osservato in un'atmosfera planetaria. Gli scienziati credevano persino che fosse "assolutamente impossibile" su Marte, data la bassa umidità del pianeta e l'abbondante polvere, che tipicamente assorbe l'umidità e facilita la nucleazione eterogenea. Le condizioni estreme richieste per la nucleazione omogenea—livelli di umidità relativa oltre 100.000 volte quelli tipicamente trovati sulla Terra—semplicemente non si pensava esistessero.

Arsia Mons: il catalizzatore dell'impossibile

La chiave di questo straordinario fenomeno risiede nell'interazione unica tra la sottile atmosfera di Marte e l'imponente vulcano Arsia Mons. L'AMEC è una nuvola orografica, un tipo che si trova anche sulla Terra, che si forma quando il vento scorre oltre il terreno elevato. Tuttavia, la versione marziana è distinta. Mentre i venti si precipitano oltre Arsia Mons, la massa enorme del vulcano genera un'onda potente che solleva rapidamente le masse d'aria umida di diversi chilometri nell'atmosfera in pochi minuti. Questa rapida ascesa provoca un calo delle temperature di 30 gradi Celsius in soli 10 minuti, portando a un picco straordinario di umidità relativa. In queste condizioni specifiche, il vapore acqueo si congela spontaneamente in particelle di nuvola, formando l'AMEC.

All'altitudine della nuvola, a circa 45 chilometri dal suolo, l'atmosfera marziana contiene significativamente meno polvere, consentendo a questi livelli di umidità estremi di essere raggiunti senza che la nucleazione eterogenea esaurisca il vapore acqueo. Questa scoperta ci costringe a riconsiderare le nostre ipotesi su come si formano le nuvole su altri mondi.

Ripensare le atmosfere planetarie

Questa scoperta fa molto di più che risolvere un mistero marziano; ha un impatto profondo sulla nostra comprensione dei processi atmosferici in tutto il cosmo. Sfida la visione convenzionale secondo cui la formazione delle nuvole richiede sempre particelle di nucleazione e suggerisce che la "fisica esotica" potrebbe essere più comune di quanto pensassimo in precedenza su altri pianeti, e persino in determinate condizioni nell'atmosfera superiore della Terra. Come ha detto Hernández-Bernal a elDiario.es, ciò solleva interrogativi sul fatto che questo processo si verifichi in più luoghi su Marte e se influenzi il ciclo dell'acqua del pianeta. Inoltre, ci ricorda che, come scienziati, non dovremmo mai escludere processi improbabili quando esploriamo la vastità dell'universo.

A nostro avviso, questa ricerca evidenzia la natura dinamica e spesso sorprendente della scienza planetaria. È una testimonianza del fatto che anche su un pianeta apparentemente ben studiato come Marte, i processi fondamentali possono ancora sfidare le nostre aspettative e riscrivere i nostri libri di testo, spingendo i confini di ciò che consideriamo possibile. Infatti, sottolinea che la comprensione di altri pianeti può offrire nuove intuizioni sul nostro stesso pianeta Terra.