I lampi di Venere: le sorprese dell’atmosfera venusiana

Venus Express detects evidence of lightning
Le soprese dell'atmosfera di Venere
30 Novembre 2007

INTERVISTA 35-2007. Il pianeta Venere è il pianeta del sistema solare più simile alla Terra per dimensioni e massa. Ma: con una temperatura superficiale superiore ai 400 °C e una pressione circa 100 volte maggiore di quella terrestre, la superficie venusiana à poco meno che infernale.

Ma che cosa ha reso Venere così diverso dalla Terra?

Tra gli astrofisici, Venere viene spesso indicato come il gemello della Terra: gemelli, ma evidentemente separati alla nascita. Con questa battuta, si vuole mettere in evidenza che se le condizioni iniziali (massa e dimensioni) dei due pianeti sono simili, è difficile pensare a due corpi che oggi presentano condizioni ambientali tanto diverse. Oltre a temperatura e pressione, l’atmosfera di Venere non sembra neppure parente di quella terrestre. Composta per la maggior parte di biossido di carbonio (anidride carbonica), l’atmosfera venusiana ospita nuvole formate da goccioline di acido solforico.

Oggi, però, anche grazie anche alle scoperte di Venus Express, la prima sonda dell’ESA per lo studio di Venere, abbiamo la conferma che questo pianeta deve essere stato simile alla Terra anche dal punto di vista ambientale, e non solo per dimensioni e massa. All’inizio della sua vita da pianeta, probabilmente Venere era pianeta ricco di acqua, che però oggi è quasi assente.

La presenza di acqua residua, tutta nell’atmosfera, è così scarsa che se potessimo raccoglierla tutta quanta e usarla per allagare il pianeta, l’oceano che si formerebbe sarebbe solo una pozzanghera alta non più di 3 centimetri. Sulla Terra, lo stesso esperimento darebbe un oceano profondo oltre tre kilometri. Se questo è vero, come crediamo, Venere deve aver subito uno o più eventi catastrofici dal punto di vista ambientale. Ma ancora non sappiamo dire come, perché o quando.

Venus loses water
La perdita d'acqua di Venere

Ma dove sarebbe finita l’acqua che inizialmente potrebbe essere stata presente sul pianeta?

La colpa, almeno una parte, sembra essere del Sole. La nostra stella riversa nel sistema solare non solo la luce ma anche un gran numero di particelle cariche, il cosiddetto vento solare. Sulla Terra da’ luogo a due fenomeni piuttosto noti: le tempeste magnetiche, che a volte mettono in difficoltà le componenti elettroniche della nostra vita quotidiana, dai satelliti alla radio – oltre naturalmente alle bussole – e la aurore polari.

Sulla Terra gli effetti sono limitati perché il nostro pianeta ha un campo magnetico intrinseco, che ci fa da scudo rispetto alle particelle cariche provenienti dal Sole, deflettendole quasi totalmente e incanalando il resto verso le regioni polari. Ma su Venere un campo magnetico globale non esiste: il vento solare spazza gli strati più alti dell’atmosfera venusiana e causa la perdita di gas ionizzato.

Venus Express - per la prima volta – ha rivelato la composizione delle particelle che sfuggono all’atmosfera di Venere a causa di questo processo: ossigeno, idrogeno ed elio. Non solo: lo strumento ASPERA di Venus Express ha valutato che per ogni atomo di ossigeno “in fuga”, ce ne sono due di idrogeno che lo seguono. Ma tutti coloro che ricordano qualcosa di chimica, ricorderanno che due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno formano la molecola dell’ acqua.

In conclusione, quindi, sembra probabile che nei quattro miliardi di vita del pianeta, il Sole abbia pian piano distrutto il vapor acqueo atmosferico, prima scindendolo con i raggi ultravioletti in idrogeno e ossigeno e poi, attraverso il vento solare, spazzandolo via dal pianeta. Una specie di “rasoio bilama”, insomma.

Comparing Venus and Mars
Venere e Marte a confronto

Contrariamente agli studi su Marte, dove ci si preoccupa molto anche della superficie, l’obiettivo principale della Venus Express è decisamente l’atmosfera. Perché questa scelta?

Venere è il pianeta roccioso con l’atmosfera più densa e importante. Crediamo che comprendere l’atmosfera ci permetta di fare un vero e proprio balzo in avanti nella comprensione dei meccanismi che regolano la vita del pianeta. Già oggi, con i dati della Venus Express, possiamo tranquillamente parlare di meteorologia venusiana o di studi sul clima.

Naturalmente l’idea di base è che, accoppiando questi dati con quelli di altre missioni precedenti o da progettare per il futuro, possiamo avere una visione globale del pianeta. Venus Express studia l’atmosfera di Venere dagli strati più esterni fino alla superficie. E lo fa con un dettaglio mai raggiunto prima, sia come risoluzione che come completezza dell’informazione: ne studia la dinamica, per esempio misurando la velocità e la direzione dei venti con grande precisione; ne studia la struttura e la stratificazione; ne studia la composizione chimica. Infine studia anche le modalità di perdita del gas dal pianeta. Uno dei risultati notevoli di Venus Express è aver dimostrato l’esistenza di lampi.

Se solo ci liberiamo dell’ottica di terrestri, pensa anche solo alla bellezza di “vedere” i lampi su un pianeta diverso dal nostro! Dal punto di vista scientifico, i lampi giocano un ruolo significativo nell’equilibrio chimico dell’atmosfera, visto che non sono altro che scariche elettriche ad altissimo potenziale in grado di spezzare le molecole dei gas nelle loro componenti. Ed è un bel pezzo di comprensione

Venus’ surface as seen by the VMC
Venus’ surface as seen by the VMC

Dalle caratteristiche superficiali identificate già in passato, sia con radiotelescopi terrestri che con sonde spaziali, appare chiaro che il vulcanismo del pianeta deve essere stato molto intenso: quale è il ruolo dei vulcani su Venere?

Il vulcanismo è uno degli elementi principali dell’evoluzione chimica atmosferica, ricca di composti dello zolfo: i gas emessi dai vulcani sono ricchi di vapor d’acqua e di acido solforico. Sulla Terra studiamo fin da ragazzi il ciclo di emissione/assorbimento dell’acqua e dell’anidride carbonica, che prevede cambi di fase (solido, liquido, gassoso), l’intrappolamento in rocce, in esseri viventi – siano essi animali o vegetali. Lo stesso accade anche per altri gas come l’acido solforico. Ecco: questi tre cicli su Venere esistono e sono attivi. A questi, come del resto sulla Terra, vanno aggiunte le reazioni fotochimiche indotte nell’atmosfera dai raggi ultravioletti del sole, e la fuga dei gas nello spazio.

Voglio terminare ricordando due fatti rilevanti dal punto di vista strategico: la forte presenza italiana nella missione e, soprattutto, il fatto che la sonda Venus Express è stata assemblata a basso costo, utilizzando – riadattandola - parte della strumentazione di back up delle missioni Rosetta e Mars Express, che erano state lanciate con successo in passato. Questo non e’ sempre possibile, ma certamente è una sfida voluta fortemente e che è stata premiata dal successo.

Le interviste

Dal maggio 2000, con cadenza settimanale, RAI NEWS 24 - canale televisivo digitale della RAI dedicato all'aggiornamento in tempo reale - riserva all'ESA uno spazio di approfondimento di 5 minuti: un'intervista su una notizia di attualità legata alle attività nello spazio.

I servizi vengono ritrasmessi ulteriormente su RAI International e RAI 3. Si va dagli approfondimenti sulla Stazione Spaziale Internazionale, alle scoperte scientifiche dei satelliti dedicati all'astronomia, alle applicazioni concrete legate alle osservazioni della Terra dallo spazio.

I giornalisti della Rai, Lorenzo di Las Plassas, Stefano Masi, Marco Dedola si alternano nel discutere con il giornalista scientifico che collabora con l'ESA, Stefano Sandrelli, per dare un'idea dell'argomento e per approfondirne un aspetto, in modo che, leggendo di seguito le interviste relative a uno stesso settore se ne abbia uno spaccato sempre più ampio, venendo a conoscenza di cose sempre nuove.

Per ulteriori informazioni, rivolgersi a: Franca.Morgia@esa.int.

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