Raffiche fino a 150 km/h e tempeste di polvere enormi: ecco come sono i fenomeni meteo estremi su Marte

L'atmosfera di Marte è molto diversa da quella terrestre. È ricca di CO2, caratterizzata da forti venti e da grandi tempeste di polvere che ricoprono gran parte del pianeta rosso.

Marte con la sua sottile atmosfera e il cratere Cassini in primo piano, nella regione di Arabia Terra, fotografato dalla sonda Emirates Mars Mission. © UAESA / MBRSC / Hope Mars Mission / EXI / Andrea Luck
Marte con la sua sottile atmosfera e il cratere Cassini in primo piano, nella regione di Arabia Terra, fotografato dalla sonda Emirates Mars Mission. © UAESA / MBRSC / Hope Mars Mission / EXI / Andrea Luck

Come la Terra, anche Marte possiede un'atmosfera. In essa si formano nubi alte e orografiche, soffiano venti e si verificano alcuni fenomeni meteorologici, ma con marcate differenze, dovute alle diverse caratteristiche dei due pianeti e dei loro involucri gassosi.

Le dimensioni di Marte sono circa la metà di quelle della Terra e la sua massa è pari al 10% di quella terrestre, per cui anche la gravità è molto più bassa: il 38% di quella terrestre (3,7 m/s2 contro 9,8 m/s2).

Le immagini raccolte dai diversi strumenti che sono atterrati sulla sua superficie (lander) e da quelli che si sono spostati in alcune aree del pianeta (rover) ‒ dalle missioni Viking degli anni '70 fino alle più recenti, come Perseverance/Ingenuity (2021) ‒ mostrano un cielo di colore salmone, la cui intensità varia in funzione della concentrazione di polvere fine in sospensione, sempre presente in grandi quantità. Questa caratteristica provoca tramonti di colore bluastro.

Un'atmosfera ricca di CO2, ma con un effetto serra molto debole

L'atmosfera marziana presenta una struttura termica verticale e una composizione chimica molto diversa da quella terrestre. Il gas di gran lunga più abbondante è il CO2, che rappresenta circa il 96%, seguito da azoto e argon (ciascuno intorno al 2%).

La piccola percentuale restante (meno dell'1%) è costituita da gas in tracce come l'ossigeno molecolare, il monossido di carbonio e il vapore acqueo. La presenza di quest'ultimo permette la formazione di nubi, costituite da ghiaccio e formate soprattutto nella parte alta dell'atmosfera.

Confronto tra la composizione chimica dell'atmosfera di Marte (a sinistra) e quella della Terra (a destra). Fonte: ©ESA
Confronto tra la composizione chimica dell'atmosfera di Marte (a sinistra) e quella della Terra (a destra). Fonte: ©ESA

La bassa densità dell'atmosfera di Marte (estremamente leggera) riduce la capacità dell'effetto serra del CO2, nonostante sia il principale componente gassoso.

La temperatura media globale sulla superficie marziana si aggira intorno ai -60 ºC, con importanti variazioni tra il giorno e la notte e tra le diverse stagioni. In estate, durante il giorno e nella zona equatoriale, si raggiungono valori intorno ai 20 ºC, mentre in inverno, durante la notte e nelle regioni polari, le temperature arrivano talvolta a sfiorare i -150 ºC.

L'effetto serra marziano contribuisce per non più di 5 ºC alla temperatura misurata sulla superficie del Pianeta Rosso.

Le tempeste di polvere marziane

Se c'è un elemento che caratterizza la meteorologia marziana, sono le tempeste di polvere, la cui propagazione è straordinaria, arrivando a interessare gran parte del pianeta. La bassa pressione al suolo (circa 7 hPa in media, contro i 1013 hPa della pressione media al livello del mare sulla Terra) favorisce il sollevamento di grandi quantità di polvere dalla superficie, che viene trasportata per lunghe distanze a causa dei forti venti presenti.

Immagine di un diavolo di polvere e della sua ombra sinuosa sulla superficie marziana, catturata dalla sonda Mars Reconnaissance Orbiter della NASA il 16 febbraio 2012. © NASA/JPL-Caltech/Università dell'Arizona
Immagine di un diavolo di polvere e della sua ombra sinuosa sulla superficie marziana, catturata dalla sonda Mars Reconnaissance Orbiter della NASA il 16 febbraio 2012. © NASA/JPL-Caltech/Università dell'Arizona

La formazione di vortici o diavoli di polvere, dalla morfologia simile alle trombe di polvere che si formano sulla Terra, è frequente sulla superficie di Marte. Sul Pianeta Rosso soffiano venti più forti di quelli terrestri, con raffiche che raggiungono facilmente i 150 km/h. La densità dell'atmosfera marziana è così bassa che, se ci trovassimo sulla sua superficie, percepiremmo appena il vento. Questo fenomeno si manifesta soprattutto attraverso i vortici che talvolta si formano sulla superficie ricoperta di polvere, in particolare durante la primavera e l'estate.

Tornando alle tempeste di polvere (in realtà si tratta di vere e proprie tempeste di polvere, ma solitamente la parola storm viene tradotta dall'inglese come "tempesta"), le grandi quantità di polvere costantemente presenti in sospensione nell'atmosfera marziana si spostano rapidamente, spinte dai forti venti presenti. In inverno questi venti sono particolarmente intensi nelle regioni polari, dando origine a tempeste inizialmente locali che finiscono per trasformarsi in vaste tempeste estese su gran parte del pianeta.

Immagini di Marte scattate a meno di tre mesi di distanza l'una dall'altra da una delle fotocamere del campo profondo planetario del telescopio spaziale Hubble, nel 2001. Si può osservare l'effetto di una grande tempesta di polvere che ha interessato il pianeta (a destra). Fonte: © NASA
Immagini di Marte scattate a meno di tre mesi di distanza l'una dall'altra da una delle fotocamere del campo profondo planetario del telescopio spaziale Hubble, nel 2001. Si può osservare l'effetto di una grande tempesta di polvere che ha interessato il pianeta (a destra). Fonte: © NASA

Quasi l'intera superficie di Marte viene ricoperta da un velo opaco dalle tonalità giallastre, arancioni e rosate, che impedisce di osservare dall'esterno i diversi elementi del rilievo marziano (catene montuose, crateri, valli…), come confermano le immagini delle sonde che orbitano intorno al pianeta e quelle dei telescopi spaziali Hubble (figura allegata) e James Webb.