Il rover Curiosity Mars della Nasa ha catturato queste nuvole subito dopo il tramonto del 19 marzo 2021. Le nuvole scorrono sopra il Mont Mercou, una parete rocciosa studiata dal rover. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/Msss
Cosa c’è di più bello di un cielo azzurro? Secondo Gavin Pretor-Pinney, autore del celebre libro Cloudspotting. Una guida per i contemplatori di nuvole, un cielo pieno di nuvole. Hanno forme, estensioni, colori, altezze e velocità diverse e chi si occupa di previsioni del tempo le osserva per capire cosa sta accadendo e sta per succedere nell’atmosfera. Con lo stesso spirito, gli scienziati della Nasa sperano di risolvere un mistero fondamentale sull’atmosfera di Marte e, per farlo, chiedono aiuto ai cittadini scienziati.
Il nuovo progetto di citizen science della Nasa si chiama Cloudspotting on Mars e invita il pubblico a identificare le nuvole marziane utilizzando la piattaforma Zooniverse. Le informazioni raccolte potranno aiutare i ricercatori a capire perché l’atmosfera del pianeta è solo l’1 per cento più densa di quella terrestre, anche se diversi indizi suggeriscono che non è sempre stato così.
La pressione su Marte è così bassa che l’acqua liquida vaporizzerebbe nell’atmosfera in poco tempo dalla superficie del pianeta. Ma miliardi di anni fa laghi e fiumi coprivano il pianeta, e si pensa che un tempo l’atmosfera fosse più densa. Come ha fatto Marte a perdere la sua atmosfera? Forse la radiazione solare ha scomposto l’acqua evaporata nelle parti alte dell’atmosfera in idrogeno e ossigeno, e l’idrogeno è andato alla deriva nello spazio.
Come la Terra, Marte ha nuvole formate da minuscoli cristalli di ghiaccio d’acqua. Ma a differenza della Terra, ha anche nubi di anidride carbonica (ghiaccio secco), che si formano quando fa abbastanza freddo da far sì che l’atmosfera del Pianeta rosso si congeli localmente. Capendo dove e come appaiono queste nubi, gli scienziati sperano di comprendere meglio la struttura dell’atmosfera media di Marte, tra i 50 e gli 80 chilometri di altitudine.
Le forme ad arco si verificano perché l’altezza apparente della nuvola cambia mentre il veicolo spaziale si muove lungo la sua orbita. Mentre il satellite si sposta dal punto 0 ai punti 1, 2 e 3, lo strumento Mcs vede parti diverse dell’atmosfera, e l’altezza apparente di una nuvola (z’) sale rispetto alla superficie. Il picco dell’arco in altezza (punto 3) rappresenta la vera quota della nuvola. Una volta che il satellite si sposta ai punti 4 e 5, la nuvola sembra avere un’altezza più bassa, il che completa la forma ad arco. Crediti: Sefton-Nash et al., 2012
«Vogliamo capire cosa innesca la formazione delle nuvole – in particolare le nubi di ghiaccio d’acqua, che potrebbero insegnarci quanto il vapore acqueo riesce a salire in alto, nell’atmosfera – e durante quali stagioni», spiega Marek Slipski del Jet Propulsion Laboratory della Nasa.
È qui che entra in gioco Cloudspotting on Mars. Il progetto si basa su 16 anni di dati dal Mars Reconnaissance Orbiter (Mro) dell’agenzia, che studia il Pianeta rosso dal 2006. In particolare, lo strumento Mars Climate Sounder studia l’atmosfera nella luce infrarossa, invisibile all’occhio umano. Nelle misurazioni effettuate dallo strumento mentre Mro orbita attorno a Marte, le nuvole appaiono come archi che cambiano nelle diverse stagioni e di anno in anno. I dati sono tantissimi e il team ha pensato di chiedere aiuto ai cittadini per vagliarli usando la piattaforma Zooniverse, segnando gli archi in modo che gli scienziati possano poi studiarli in modo più efficiente.
Profilo verticale della nuvola in funzione del tempo. Una volta individuato l’arco, si posiziona un marker (cerchio verde) nel suo punto più alto, che rappresenta la vera altezza della nuvola. Crediti: www.zooniverse.org/
Anche se i ricercatori hanno sperimentato algoritmi per identificare gli archi nei dati del Mars Climate Sounder, è molto più facile per gli esseri umani individuarli a occhio. Di certo, il progetto Cloudspotting sarà anche di aiuto nello sviluppo di algoritmi migliori che potrebbero svolgere autonomamente questo lavoro in futuro.
Cloudspotting on Mars è il primo progetto di scienza planetaria finanziato dal programma Citizen Science Seed Funding della Nasa, condotto in collaborazione con l’Istituto Internazionale di Scienze Astronautiche.