Effetti dei campi elettrici generati dalle tempeste di sabbia su Marte

Marte è un pianeta famoso per le sue violente tempeste di sabbia, tanto da essere captate dai telescopi sulla Terra. Questi cataclismi sono in qualche modo influenzati dall’elettricità? La risposta è sì, ma in realtà la situazione è complessa e merita di avere opportuni approfondimenti.

Tutto inizia con le particelle di polvere che sfregano l’una contro l’altra, come accade nelle tempeste di polvere marziane, caricandosi elettricamente attraverso il trasferimento di carica elettrica positiva e negativa nello stesso modo in cui si accumula elettricità statica sfregando la suola delle scarpe su un tappeto.

Anche sulla Terra nelle tempeste di polvere si accumulano forti campi elettrici, quindi forse non sorprende che ciò accada anche su Marte. Ma cosa succede dopo? Probabilmente non un lampo improvviso, come ci si potrebbe aspettare sulla Terra.

Tempeste di sabbia su Marte: l’ipotesi di Alian Wang

C’è poi lo scienziato planetario Alian Wang della Washington University di St. Louis. Lo studioso pensa che le scariche elettriche su Marte probabilmente somiglino a un debole bagliore (nessuno dei lander, rover o altre missioni su Marte ne ha catturato un’immagine reale). Wang, che è anche professore di ricerca di scienze della terra e planetarie in Arts & Sciences, ha precisato: “Potrebbe essere un po’ come l’aurora nelle regioni polari della Terra, dove gli elettroni energetici si scontrano con specie atmosferiche diluite”.

Il nuovo studio di Wang, pubblicato sulla rivista Geophysical Research Letters mostra che l’elettricità nelle tempeste di polvere potrebbe essere la principale forza motrice del ciclo del cloro marziano.

Come sfondo, gli scienziati considerano il cloro uno dei cinque elementi “mobili” su Marte (gli altri sono idrogeno, ossigeno, carbonio e zolfo). Ciò significa che il cloro, in diverse forme, si muove avanti e indietro tra la superficie e l’atmosfera su Marte. Sul terreno, i depositi di cloruro, che sono simili a saline terrestri poco profonde, sono piuttosto diffusi. Questi depositi di cloruro probabilmente si sono formati durante la gioventù di Marte come sali di cloruro formatisi da una sorta di salamoia.

Uno studio che fa la differenza

Nel nuovo studio, Wang mostra che un modo particolarmente efficiente per spostare il cloro dal suolo all’aria su Marte sia attraverso reazioni innescate da scariche elettriche generate nelle attività della polvere marziana.

Wang e i suoi collaboratori hanno condotto una serie di esperimenti che hanno ottenuto rese elevate di gas di cloro da cloruri comuni, il tutto colpendo i sali solidi con scariche elettriche in condizioni simili a quelle di Marte. Tali esperimenti sono stati condotti utilizzando una camera di simulazione planetaria presso la Washington University (chiamata Planetary Environment and Analysis Chamber, o PEACh).

Olsen: “Un percorso promettente”

Kevin Olsen, ricercatore presso The Open University, nel Regno Unito, e coautore del nuovo studio, ha dichiarato: “L’alto tasso di rilascio di cloro dai cloruri comuni rivelato da questo studio indica un percorso promettente per convertire i cloruri superficiali nelle fasi gassose che ora vediamo nell’atmosfera”.

Il ricercatore ha anche affermato: “Questi risultati supportano il fatto che le attività della polvere marziana possono guidare un ciclo globale del cloro. Con l’ExoMars Trace Gas Orbiter, vediamo attività stagionali ripetute che coincidono con tempeste di polvere globali e regionali”.

Più difficile che accada sulla Terra

Wang ha precisato: “L’elettrificazione per attrito è un processo comune nel nostro sistema solare, con le attività della polvere marziana note per essere una potente fonte di accumulo di carica elettrica. La sottile atmosfera di Marte rende molto più facile la rottura dei campi elettrici accumulati sotto forma di scarica elettrostatica. In effetti, è cento volte più facile che accada su Marte che sulla Terra”.

Gli scienziati coinvolti nelle missioni su Marte negli anni ’70 hanno proposto per la prima volta che le tempeste di polvere possano essere una fonte di alcune reazioni chimiche sul pianeta rosso. Tuttavia, gli effetti chimici delle attività della polvere si sono rivelati difficili da studiare. Alcune opportunità di missione, come l’EDM ExoMars Schiaparelli lanciato nel 2016, si sono concluse con un fallimento. Gli scienziati si sono, quindi, rivolti a modelli e studi sperimentali.

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