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Marte- Aspetto dalla Terra- Osservazioni dalle sonde - Atmosfera- Superficie e interno- Ricerca della vita- Le nuove scoperte su Marte

astronomia


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Marte

Quarto pianeta del sistema solare, in ordine di distanza dal Sole. Presenta varie analogie con la Terra, ad esempio la durata del giorno e l'alternarsi di un ciclo di stagioni, e per questo motivo è stato oggetto di numerose missioni volte a rivelare la presenza di forme di vita sulla sua superficie. Marte ha due piccole lune, fortemente craterizzate, Phobos e Deimos, aventi diametro rispettivamente di 21 km e 12 km; si tratta forse di asteroidi catturati dal pianeta all'inizio della sua evoluzione.

Aspetto dalla Terra



Osservato senza l'ausilio di un telescopio, Marte si presenta come un oggetto rossastro di luminosità variabile. Nel momento di massima vicinanza alla Terra (55 milioni di km), è dopo la Luna e Venere l'oggetto più luminoso del cielo notturno. Le condizioni migliori per l'osservazione diretta si verificano quando il pianeta si trova in opposizione, al mom 838c21i ento di massima vicinanza; queste favorevoli circostanze si ripetono ogni 15 anni circa.

Per mezzo di un telescopio, sono visibili sulla superficie di Marte ampie regioni di un arancione brillante, alcune aree più scure e altre rossastre, i cui confini variano seguendo il ciclo delle stagioni marziane. A causa dell'inclinazione dell'asse di rotazione e dell'eccentricità dell'orbita, il pianeta è caratterizzato da estati meridionali corte e relativamente calde e da inverni lunghi e freddi. Il colore rossastro è dovuto alla superficie fortemente ossidata, mentre le aree scure sono probabilmente composte da rocce simili ai basalti terrestri, con una superficie ossidata e alterata dagli agenti atmosferici. Le aree luminose sembrano di composizione simile e sono ricoperte da polveri fini. La scapolite, un minerale abbastanza raro sulla Terra, è diffusa ovunque sulla superficie marziana e potrebbe forse liberare nell'atmosfera notevoli quantità di anidride carbonica (CO2).

Ai poli del pianeta vi sono ampie calotte brillanti, apparentemente composte da ghiaccio, i cui confini si allargano e si ritirano secondo le stagioni. Questo ciclo stagionale è seguito da almeno due secoli: ogni autunno marziano si formano in prossimità dei poli delle nubi brillanti al di sotto delle quali si deposita un sottile strato di anidride carbonica. Durante la primavera, alla fine della lunga notte polare, queste nubi polari si dissipano e i confini delle calotte glaciali si ritirano gradualmente verso i poli, evaporando a causa della luce solare. A metà estate la contrazione delle calotte si arresta e fino all'autunno successivo sopravvive un brillante deposito di brina e ghiaccio.

Oltre alle nubi polari, composte prevalentemente da anidride carbonica, vi sono foschie d'alta quota e nubi di ghiaccio. Queste ultime derivano dal raffreddamento di masse d'aria che si innalzano sopra le alture. Ampie nubi giallastre, che trasportano la polvere sollevata dai venti, sono particolarmente evidenti durante le estati nell'emisfero meridionale.

Osservazioni dalle sonde

La prima visione complessiva di Marte e le prime immagini dettagliate dei suoi satelliti sono state fornite dalle sei missioni effettuate tra il 1964 e il 1976 dalle sonde statunitensi Mariner. Nel 1976, le sonde Viking 1 e Viking 2 si posarono sul suolo marziano e svolsero le prime indagini dell'atmosfera e della superficie del pianeta. Nel 1988 l'Unione Sovietica lanciò due sonde che dovevano posarsi sul satellite Phobos; entrambe le missioni fallirono, benché una delle due inviò a Terra alcuni dati e fotografie prima che si perdesse il contatto radio.

Atmosfera

L'atmosfera di Marte è composta quasi interamente da anidride carbonica (95%), ma sono presenti piccole quantità di azoto (2,7%), argo (1,6%), ossigeno (0,2%) e tracce di vapor d'acqua, monossido di carbonio e gas nobili. In superficie la pressione media è circa lo 0,6% di quella terrestre ed è uguale a quella che si misura nell'atmosfera del nostro pianeta a 35 km di quota. La temperatura superficiale varia molto a seconda dell'ora, della stagione e della latitudine; in estate può superare i 15 °C, ma mediamente è circa di -33 °C. Poiché l'atmosfera è molto tenue, vi sono spesso escursioni di temperatura di oltre 100 °C.

La quantità di vapor d'acqua presente nell'atmosfera è estremamente bassa e variabile; maggiori concentrazioni di questa sostanza si trovano nei pressi delle calotte glaciali, soprattutto in primavera. Marte è come un deserto d'alta quota estremamente freddo: sulla maggior parte della superficie, la pressione e la temperatura sono troppo basse per permettere all'acqua di esistere allo stato liquido.

Vi sono periodi in cui alcune aree di Marte sono soggette a venti abbastanza forti da spostare la sabbia e sospenderla nell'atmosfera. Tra la fine della primavera e l'inizio dell'estate, nell'emisfero sud, si formano tempeste di polvere, alcune di dimensioni enormi, che oscurano la superficie per settimane o addirittura per mesi.

Superficie e interno

Con un cerchio inclinato di circa 30° rispetto all'equatore, si divide idealmente la superficie di Marte in due grandi regioni. Quella meridionale si presenta come un grande terreno antico e craterizzato, che risale alla storia primordiale del pianeta, quando Marte e gli altri pianeti furono soggetti a un bombardamento meteoritico molto intenso. Da allora la maggior parte dei crateri è stata cancellata da una forte attività di erosione.

L'emisfero settentrionale di Marte, invece, presenta una superficie meno craterizzata, e quindi più giovane, probabilmente formata da colate vulcaniche. Sono state identificate due delle maggiori sedi di un'attività vulcanica passata: l'altopiano di Elysium e la regione di Tharsis. In quest'ultima zona si trovano alcuni dei maggiori vulcani del sistema solare. Il monte Olimpo, una struttura che mostra tutte le caratteristiche tipiche di un vulcano basaltico, raggiunge un'altezza di oltre 25 km e ha una base di più di 600 km di diametro. Non vi sono prove di attività vulcanica ancora in atto.

Faglie e altre caratteristiche della superficie suggeriscono che vi siano fratture crostali provocate da locali rigonfiamenti ed espansioni del suolo. Non vi è evidenza, comunque, di una tettonica a placche.

Vi sono molte indicazioni della presenza di ghiaccio sotto la superficie, soprattutto sotto forma di materiali eiettati che disegnano figure simili a petali attorno ad alcuni crateri, vasti terrapieni depressi in maniera caotica e superfici caratteristiche alle alte latitudini settentrionali. Le scoperte geologiche più spettacolari sono senz'altro i canali che ricordano i letti di fiumi estinti. Se ne conoscono di due tipi: i primi sono grandi canali formati probabilmente dal rilascio improvviso e catastrofico di grandi quantità di acqua liquida dalle aree dei terrapieni depressi. La maggior parte di questi canali vanno dall'emisfero meridionale a quello settentrionale. La causa della fusione localizzata del ghiaccio in queste aree è ancora incerta, ma questi fenomeni risalgono probabilmente alla prima parte della storia del pianeta, oltre tre miliardi di anni fa. Vi sono anche canali più piccoli, per i quali l'evidenza dell'erosione da parte dell'acqua liquida è meno imponente. Poiché questa, oggi, non può più esistere sulla superficie del pianeta, i canali costituiscono una prova di condizioni di pressione e temperatura passate, diverse da quelle attuali.

Vi sono inoltre grandi dune di sabbia e altre figure prodotte dall'erosione, che attestano la grande efficienza, nell'ambiente marziano attuale, dei processi di deposito e di erosione dovuti al vento.

Dell'interno di Marte si conosce poco. Il valore relativamente basso della densità indica che il pianeta non può avere un nucleo metallico molto grande. Marte non ha un campo magnetico misurabile. La crosta del pianeta, a giudicare dalla presenza di grandi strutture come la regione di Tharsis, potrebbe essere spessa anche 200 km, cioè cinque o sei volte di più di quella terrestre. Un sismometro collocato a bordo del modulo di atterraggio del Viking 2 non ha rivelato la presenza di fenomeni sismici.

Ricerca della vita



L'idea che su Marte potessero esistere forme di vita risale a molto tempo fa. Nel 1877 l'astronomo italiano Giovanni Schiaparelli annunciò di aver osservato sulla superficie del pianeta un complesso sistema di canali. L'astronomo statunitense Percival Lowell rese pubblica la scoperta parlando di canali artificiali e ipotizzando che queste strutture rappresentassero il tentativo effettuato da esseri intelligenti di irrigare un pianeta arido. Le osservazioni dalle sonde hanno però mostrato che sul pianeta non vi sono canali artificiali, e altre presunte prove di vita su Marte si sono rivelate inesistenti. Non vi è traccia di materiale organico e i cambiamenti stagionali delle aree superficiali non sono dovuti a un ciclo vegetale ma ai venti periodici che spirano trasportando sabbia e polvere. L'acqua si trova sotto forma di ghiaccio, solo ai poli o sotto la superficie e, come vapore o come cristalli di ghiaccio, in piccole tracce nell'atmosfera. Inoltre l'atmosfera è molto sottile, e la superficie del pianeta è esposta non solo a una dose letale di radiazione ultravioletta, ma anche agli effetti chimici di sostanze altamente ossidanti come il perossido di idrogeno.

Una questione più complessa è quella che riguarda la possibilità che la vita sia esistita in passato, dato che vi sono prove di grandi cambiamenti climatici e di un'atmosfera che una volta deve essere stata più calda e più densa di adesso. Grande clamore ha sollevato la notizia divulgata dalla NASA nel 1996 secondo la quale, in un meteorite marziano trovato in Antartide, vi sono tracce di organismi simili a batteri. Ricerche sono in atto per confermare questa clamorosa scoperta. Una risposta definitiva si potrà avere solo quando si potranno prelevare campioni del suolo marziano da analizzare accuratamente in laboratorio. Sono in corso numerosi studi per realizzare, nel corso del XXI secolo, una missione verso Marte con equipaggio a bordo.[1]

Le nuove scoperte su Marte

Il 4 luglio 1997 la sonda spaziale Pathfinder, dopo avere rapidamente attraversato la sottile e rarefatta atmosfera del pianeta Marte, si è sganciata dai paracadute che ne rallentavano la discesa e, protetta da un airbag, è rimbalzata numerose volte prima di fermarsi definitivamente sul suolo del "pianeta rosso". Nella piana rocciosa Ares Vallis, sito di impatto della sonda, la temperatura al suolo era di circa 100 gradi Celsius sotto zero. Con questo evento, alle 19.07 ora italiana, riprendeva, a distanza di 21 anni dalle missioni Viking, l'avventura dell'uomo nell'esplorazione interplanetaria.

Le immagini della superficie del pianeta Marte raccolte nel corso delle missioni Viking nel 1976 inducevano a pensare che sul pianeta si fosse verificata un'intensa erosione, segno inequivocabile della presenza di acqua in superficie e quindi, forse, della presenza, in un'epoca lontana, di qualche forma di vita. Incisioni dall'andamento sinuoso, forme simili a bacini lacustri e altre tracce del tutto paragonabili ai segni lasciati sulla superficie terrestre dall'azione di antichi fiumi avevano portato a ipotizzare che in passato si compisse su Marte un ciclo dell'acqua analogo a quello che noi conosciamo e che, forse, fosse presente un oceano. Quell'acqua sarebbe in parte rimasta intrappolata soprattutto nelle calotte polari del pianeta e, sotto forma di permafrost, in gran parte del suo sottosuolo; una frazione, infine, si sarebbe dispersa nello spazio.

Dopo 21 anni, grazie alla sonda Pathfinder, gli scienziati hanno potuto determinare la struttura di Marte. Come quella terrestre è composta da uno strato superficiale equivalente alla nostra crosta, uno strato sottostante di materiale solido, detto mantello, e un nucleo interno composto prevalentemente da ferro. È stata inoltre confermata la supposizione secondo cui milioni di anni fa Marte avrebbe avuto cicli climatici e acqua, condizioni che spiegherebbero le molte varietà di roccia presenti, e sarebbe stato avvolto da un'atmosfera, più calda rispetto a oggi, che avrebbe dato origine a nuvole, venti e stagioni. Per un'esplorazione ravvicinata della superficie marziana è stato utilizzato un piccolo veicolo rettangolare a sei ruote, il Sojourner, lungo 65 cm e largo 48, in grado di avventurarsi a qualche distanza dalla sonda madre per riprendere il maggior numero possibile di immagini. Il Sojourner è stato all'altezza delle aspettative: già nei primi due giorni di escursione ha trasmesso a Terra (al centro operativo della NASA di Pasadena, in California) oltre 11.500 immagini ad alta definizione che mostrano un paesaggio per qualche aspetto familiare agli occhi umani, assai simile a un ambiente desertico terrestre (gli scienziati statunitensi della NASA lo hanno istintivamente paragonato al deserto dell'Arizona) e con chiare forme di tipo alluvionale.

Le immagini e i dati delle misurazioni hanno fornito anche altri elementi di grande interesse. Sono state rilevate, ad esempio, escursioni di temperatura ampie e rapidissime: fino a 20 °C nel giro di pochi minuti o addirittura di poche decine di secondi. In corrispondenza del mezzogiorno marziano, i sensori della sonda madre hanno registrato temperature al suolo comprese tra 16 e 21 °C, ma già a un'altezza di poche decine di centimetri dal suolo la temperatura precipita tra i 23 e i 27 °C sotto zero. La pressione atmosferica mostra pure grandi sbalzi: sulla Terra, salti di pressione altrettanto pronunciati, in proporzione, scatenerebbero uragani devastanti. Per la prima volta una sonda ha potuto fotografare anche nubi marziane (costituite, si suppone, da cristalli di ghiaccio e polvere), effettuare alcuni campionamenti di rocce marziane e sottoporre il materiale prelevato all'analisi di uno spettrometro di dimensioni contenute, che ha rilevato un'alta percentuale di biossido di silicio (silice), molto comune nelle rocce della crosta terrestre.

I dati inviati a terra dalla sonda Global Surveyor, entrata in orbita intorno a Marte l'11 settembre 1997, hanno consentito invece di rilevare la presenza di un debole campo magnetico generato dal pianeta e sembrano dunque confermare l'ipotesi che milioni di anni fa su Marte esistessero forme di vita. Fra i dati, anche immagini del paesaggio marziano, che mostrano successioni di dune e valli profonde e i resti di quello che un tempo potrebbe essere stato un fondale marino. Problemi tecnici hanno tuttavia interessato entrambe le missioni. Le difficoltà di comunicazione con la Pathfinder, manifestatesi a partire dalla fine di settembre, sono state causate dalle basse temperature e, in misura maggiore, dagli sbalzi termici che accompagnano l'avvicendarsi del giorno e della notte sul pianeta. L'8 ottobre 1997 il Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena (California), ha annunciato di aver perso i contatti con la Pathfinder. L'ultimo contatto era stato stabilito il 7 ottobre, dopo quattro giorni di silenzio, ed era durato soltanto 15 minuti. La missione Global Surveyor, che si dovrebbe protrarre per almeno due anni, è stata invece accompagnata da problemi fin dall'inizio: già in fase di lancio uno dei pannelli non si era aperto come previsto; a sonda entrata in orbita, poi, lo stesso pannello si è spostato dalla posizione corretta, forse a causa di una fluttuazione dell'atmosfera marziana. Nel tentativo di risolvere il problema, gli ingegneri della NASA hanno spinto la sonda su un'orbita più alta.

Si prevede che nel prossimo decennio saranno inviate alla volta di Marte altre nove sonde: quattro orbitanti e cinque destinate a toccare nuovamente la superficie del pianeta. Una delle missioni, Mars Surveyor '05 (programmata per il 2005, ma che potrebbe essere anticipata) prevede un viaggio di andata e ritorno, che dovrebbe consentire di portare sulla Terra campioni di roccia marziana. Ciò permetterebbe agli scienziati di accertare la presenza in essa di tracce microscopiche di forme di vita, probabilmente assai remote nel tempo.



[1]"Marte (astronomia)," Enciclopedia Microsoft® Encarta® 99. © 1993-1998 Microsoft Corporation. Tutti i diritti riservati.



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