In breve
- L'Amec è una nube di ghiaccio d'acqua sopra Arsia Mons che può estendersi fino a 1.800 km e si forma a circa 45 km di quota.
- Il modello guidato da Jorge Hernández-Bernal su Nature Geoscience suggerisce nucleazione omogenea sotto 130 kelvin con centinaia di cristalli per cm3.
- Alternative con polvere inferiore a 100 nm producono foschie nelle simulazioni; persistono discrepanze temporali e dimensionali con le immagini.
L’Arsia Mons Elongated Cloud, nota come Amec, è una lunga nube di ghiaccio d’acqua che si forma ogni mattina per alcune ore sul fianco occidentale di Arsia Mons, nella regione di Tharsis, a circa 45 chilometri di quota, e può estendersi fino a 1.800 chilometri.
Si osserva durante la primavera e l’estate dell’emisfero sud di Marte, per diversi mesi consecutivi: la nube si allunga rapidamente sottovento, resta relativamente stretta, poi si stacca dal vulcano e svanisce, per ricomparire il giorno seguente nella stagione giusta.
Osservazione dell’Amec, 24 giugno 2024
La sonda Mars Express dell’Esa ha ripreso l’Amec il 24 giugno 2024, con immagini attribuite a Visual Monitoring Camera e High Resolution Stereo Camera e con dati dello spettrometro Omega.
Le immagini mattutine permettono di confrontare le caratteristiche osservate: la testa relativamente stretta, la coda allungata e il distacco dal vulcano sono tutte visibili nelle riprese della VMC e della HRSC.
I crediti delle immagini citano Esa, Dlr e Fu Berlin, con ringraziamenti a J. Cowart nella seconda immagine pubblicata.
Modello di Jorge Hernández-Bernal su Nature Geoscience
Uno studio guidato da Jorge Hernández-Bernal, della Sorbonne Université, pubblicato su Nature Geoscience, introduce la nucleazione omogenea del ghiaccio direttamente dal vapore acqueo per riprodurre l’Amec nelle simulazioni.
I ricercatori ricordano che la nucleazione omogenea richiede temperature molto basse e una sovrasaturazione estrema del vapore; le simulazioni mostrano che, sul versante occidentale di Arsia Mons, la temperatura può scendere sotto i 130 kelvin mentre il vapore raggiunge livelli estremi di sovrasaturazione.
Nelle condizioni simulate la nucleazione omogenea produce centinaia di particelle di ghiaccio per centimetro cubo; i cristalli appena formati vengono trascinati verso ovest dai venti, continuano a crescere e generano la lunga coda osservata.
Secondo lo studio, la formazione rapida è legata alle onde atmosferiche generate dall’incontro del vento con il rilievo di Arsia Mons, che sollevano masse d’aria umida di diversi chilometri in pochi minuti e le raffreddano rapidamente.
Test alternative e discrepanze: particelle sotto 100 nm e differenze temporali
Gli autori hanno testato anche l’ipotesi di polvere molto fine: particelle di dimensioni inferiori a 100 nanometri potrebbero favorire nucleazione eterogenea; tuttavia, inserite nelle simulazioni producono foschie diffuse, non la coda sottile e ben contrastata vista nelle immagini.
Il modello che include la nucleazione omogenea riproduce molte caratteristiche osservate: coda allungata, distacco dal vulcano, restringimento della testa e alcune variazioni di luminosità lungo la nube.
Rimangono comunque discrepanze: nelle simulazioni la nube risulta più stretta rispetto alle osservazioni, comincia a formarsi circa un’ora e mezza più tardi e, prima di staccarsi dal vulcano, raggiunge una lunghezza inferiore a quella misurata.
Restano aperte domande poste dagli autori: se la nucleazione omogenea avvenga soltanto sopra Arsia Mons in mattine particolari, o se partecipi alla formazione di altre nubi su Marte; e se un processo analogo intervenga negli strati alti dell’atmosfera terrestre, dove condizioni simili erano già state previste ma non osservate con certezza.
L’Amec continua a funzionare come laboratorio naturale sopra Arsia Mons: una nube effimera, visibile poche ore al mattino, che potrebbe portare a rivedere aspetti generali della formazione delle nubi se le simulazioni si confermeranno.
Per approfondire: leggere l’articolo «Homogeneous ice Nucleation from Water Vapour Suggested by Elongated Clouds on Mars» di Jorge Hernández-Bernal, A. Määttänen, A. Spiga e F. Forget su Nature Geoscience.
