Quando nell'emisfero sud di Marte arriva la primavera, una curiosa "fumata bianca" si libra vicino al vulcano Arsia Mons, appena a sud dell'equatore marziano.
Sorprendentemente, questo è l'unico luogo dove appaiono nuvole alle basse latitudini sul Pianeta Rosso e Arsia Mons è l'unico dei numerosi vulcani della stessa regione Tharsis a possedere una simile caratteristica in questo periodo dell'anno.

Mars Express ha visto questo velo di ghiaccio d'acqua crescere e svanire ogni giorno durante le stagioni primaverili ed estive. Aliveuniverse.today è stato forse uno dei pochi siti web italiani a seguire il fenomeno fin dall'inizio (vedi anche "Marte: torna la fumata bianca su Arsia Mons"). Tuttavia, le osservazioni non sono state semplici a causa delle dinamiche veloci e mutevoli dell'atmosfera marziana e dei vincoli orbitali dei veicoli spaziali. "Per eliminare questi ostacoli, abbiamo utilizzato uno degli strumenti segreti di Mars Express: la Visual Monitoring Camera o VMC", ha detto Jorge Hernández Bernal dell'Università dei Paesi Baschi a Bilbao (Spagna), autore principale della ricerca.

Soprannominata anche Mars Webcam, la VMC ha una risoluzione simile a quella di una webcam standard di un computer del 2003. Era stata installata per dare una conferma visiva della separazione del lander Beagle 2 (che poi ebbe un atterraggio sfortunato) da Mars Express. Dopodiché venne spenta per essere riattivata solo diversi anni dopo per coinvolgere il pubblico in progetti di citizen science. Ed è proprio così che si è iniziato a discutere della curiosa nuvola. Il 10 luglio 2009, l'ESA scriveva sul suo blog (ora la pagina non è più raggiungibile): il 10 luglio 2009 si scriveva: "È sempre bello avere il pubblico coinvolto nel lavoro svolto da VMC e pochi giorni fa abbiamo scoperto quella che sembra essere un'immagine particolarmente speciale del VMC che vorremmo sottoporre alla vostra attenzione. Nelle foto dal 2 luglio stavamo volando sopra la grande catena vulcanica di Marte, Tharsis Montes. Abbiamo scoperto quella che sembra essere una estremamente lunga e sottile coda nuvolosa vicino alla vetta del vulcano più meridionale, Arsia Mons, e ci piacerebbe sentire cosa cosa ne pensate in proposito!"

Tuttavia, "recentemente, la VMC è stata riclassificata come fotocamera per la scienza", ha spiegato Bernal. "Sebbene abbia una bassa risoluzione spaziale, ha un ampio campo visivo, essenziale per vedere il quadro generale in diverse ore locali del giorno ed è meraviglioso per monitorare l'evoluzione di una caratteristica sia per un lungo periodo di tempo che in piccoli intervalli di tempo Di conseguenza, abbiamo potuto studiare l'intera nuvola attraverso numerosi cicli di vita ".

Lo studio ha combinato le 63 osservazioni di VMC con quelle di altri due strumenti Mars Express, OMEGA (Visible and Infrared Mineralogical Mapping Spectrometer) e HRSC (High Resolution Stereo Camera) e di diversi altri veicoli spaziali, Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) della NASA, Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) e Viking 2 sempre della NASA e la sonda indiana Mars Orbiter Mission (MOM). "Siamo stati particolarmente entusiasti quando abbiamo approfondito le osservazioni del Viking 2 degli anni '70", ha detto Bernal. "Abbiamo scoperto che questa enorme e affascinante nuvola era già stata parzialmente fotografata molto tempo fa e ora la stiamo esplorando in dettaglio".

vmc mars express nuovola arsia monsLe immagini sono state acquisite tra il 20 ottobre e il 1 novembre 2018 e rappresentano un ciclo giornaliero della nuvola.
Crediti: ESA / GCP / UPV / EHU Bilbao, CC BY-SA 3.0 IGO

Le riprese con HRSC sono state una vera sfida. Queste fotocamere ad alta risoluzione hanno tipicamente campi visivi piuttosto stretti per cui l'osservazione di fenomeni transitori, quali quelli meteorologici, imprevedibili per definizione, è in genere un fatto casuale. Ma, in questo caso, gli scienziati hanno iniziato a comprendere il ciclo della nuvola suggerendo al team HRSC quando essere nel posto giusto e nel momento giusto.

I risultati mostrano che, nella sua massima estensione, la nuvola misura circa 1800 chilometri di lunghezza e 150 chilometri di diametro. Il che la rende la più grande nuvola "orografica" mai vista su Marte. Ciò significa che si forma quando il vento viene spinto verso l'alto da elementi topografici (come montagne o vulcani). In questo caso, Arsia Mons perturba l'atmosfera marziana innescando la formazione della nuvola. L'aria umida viene quindi spinta sui fianchi del vulcano in correnti ascensionali, condensandosi successivamente ad altitudini più elevate dove l'aria è molto più fredda.

La nuvola subisce un rapido ciclo giornaliero che si ripete ogni mattina per diversi mesi. Inizia a crescere prima del sorgere del Sole sul versante occidentale di Arsia Mons prima di espandersi verso ovest per due ore e mezza, crescendo rapidamente, ad oltre 600 chilometri orari, ad un'altitudine di 45 chilometri.

Quindi, smette di espandersi e viene tirata verso ovest dai venti ad alta quota, prima di evaporare nella tarda mattinata con l'aumentare della temperatura dell'aria al sorgere del Sole.

"Sebbene le nuvole orografiche siano comunemente osservate sulla Terra, non raggiungono lunghezze così enormi né mostrano dinamiche così vivide. La comprensione di questa nuvola ci offre l'entusiasmante opportunità di provare a replicare la sua formazione con modelli, i quali miglioreranno la nostra conoscenza dei sistemi climatici sia su Marte che sulla Terra", ha detto Agustin Sánchez-Lavega, co-autore del documento. "Molte altre sonde su Marte non possono osservare questa della superficie fino al pomeriggio a causa delle loro dinamiche orbitali quindi, questo è il primo studio veramente dettagliato di questa interessante caratteristica ed è stato reso possibile non solo grazie dalla variegata suite di strumenti di Mars Express ma anche grazie alla sua orbita particolare attorno a Marte".