Due immagini della coltre di nubi su Marte
Queste due immagini di Marte (a colori e in bianco e nero) sono state prese dall’HST proprio due settimane dopo che la Terra aveva raggiunto il punto di massimo avvicinamento al pianeta rosso, durante l’opposizione del 1997. Marte infatti era distante 100 milioni di chilometri e la risoluzione al centro del disco è di 22 Km per pixel. Entrambe le immagini sono state prese dalla Wide Field and Planetary Camera 2.
Si distingue chiaramente una cintura di nubi di ghiaccio d’acqua che copre una buona parte di questo emisfero.
La foto a colori è composta da tre immagini prese in rosso (673 nanometri), verde (502 nm) e blu (410 nm). L’immagine a destra, solo in luce blu, mette in evidenza dei dettagli nella struttura delle nuvole ed è molto simile alle immagini della Terra prese dai satelliti meteorologici.
Correnti di grandi dimensioni girano a spirale attorno al polo nord, simili in comportamento ai fronti freddi delle alte latitudini che discendono in estate sopra il nord America e sopra l’Europa.
L’immagine è stata presa quando Marte era vicino all’afelio, il suo punto di massima lontananza dal Sole. La debole illuminazione solare provoca condizioni atmosferiche fredde che stimolano la formazione di nubi di ghiaccio d’acqua. Le nuvole stesse riducono ulteriormente la temperatura dell’aria. Il riscaldamento dell’aria provocato dall’assorbimento della luce solare da parte della sabbia è ridotto quando si forma del ghiaccio attorno alle particelle di polvere e provoca l’abbattimento gravitazionale al suolo della polvere stessa.
Queste immagini di Marte sono centrate approssimativamente sui 94 gradi di longitudine e 23 di latitudine nord (il nord è in alto). Le quattro larghe Montagne Tharsis (massicce strutture di vulcani estinti) sono visibili come macchie scure che si estendono oltre le nubi. Si distingue bene il vasto sistema di canyon dei Valles Marineris che si allunga nella metà est della superficie (angolo in basso a destra). La zona di atterraggio del Pathfinder è vicino all’angolo più a est dell’immagine.
Nell’emisfero settentrionale è l’inizio dell’estate e la calotta polare si è ritirata a circa 80 gradi nord di latitudine. La calotta residuale estiva, che è composta di ghiaccio d’acqua, è ridotta a un terzo delle dimensioni invernali. La calotta invernale invece, è composta soprattutto di anidride carbonica (ghiaccio secco). La calotta polare è circondata da un "mare di sabbia" formato da dune di sabbia scura.
Cambiamenti stagionali nella calotta polare settentrionale
Queste immagini, che sembrano prese dall’HST durate un volo sopra il polo nord di Marte, in realtà sono state ottenute assemblando i mosaici di tre gruppi di immagini prese dall’HST in Ottobre 1996, in Gennaio e in Marzo 1997 e proiettate in modo tale che sembrano riprese dall’alto sopra il polo nord.
Il primo mosaico rappresenta una immagine che non potrebbe essere vista nella realtà perché in questa stagione c’è sempre una porzione del polo che non viene illuminata. L’ultima immagine, presa vicino al solstizio d’estate (corrispondente al "Sole di Mezzanotte") ha il polo completamente illuminato per tutto il giorno. Le mappe comprendono i 50 gradi di latitudine nord e la longitudine di 0 gradi è in alto.
Questa serie di immagini ci permette di osservare il ritiro stagionale dei ghiacci della calotta polare settentrionale di Marte.
Foto di ottobre 1996:
Sull’emisfero settentrionale di Marte inizia la primavera. In questa immagine, assemblata da foto ottenute tra l’8 e il 15 ottobre, la calotta si estende fino ai 60° di latitudine, quasi al massimo della sue dimensioni invernali. (Le due incisioni più scure rappresentano aree che non sono state riprese dall’Hubble). Una sottile nuvola di polvere a forma di virgola color salmone è visibile sotto il centro della calotta.. In questa stagione la calotta ha un bordo circolare abbastanza regolare; le protuberanze che sembrano indicare una estensione ulteriore del bordo, sono in realtà delle nubi.
Gennaio 1997:
Metà primavera. L’incremento della temperatura dovuto all’avanzamento della primavera nell’emisfero settentrionale ha sublimato il ghiaccio di anidride carbonica fina ai 70° di latitudine nord. Il circolo leggermente più scuro che si vede all’interno della calotta segna la localizzazione delle dune di sabbia circumpolari (vedi anche l’immagine successiva); queste dune scure si riscaldano maggiormente per l’irraggiamento solare rispetto ai dintorni di colore più chiaro, così il ghiaccio che le copre sublima prima rispetto a quello delle aree vicine.
Particolarmente evidente è la forma esagonale della calotta in questa stagione, notata sia dall’HST nel 1995 che dal Mariner 9 ancora nel 1972; questo fatto può essere dovuto alla topografia non ancora ben conosciuta o alla struttura ondulare delle correnti atmosferiche. Questa mappa è ottenuta da immagini assemblate ottenute tra il 30 dicembre 1996 e il 4 gennaio 1997.
30 Marzo 1997:
(Inizio dell’estate): La calotta è completamente ridotta ad un nucleo residuo di ghiaccio d’acqua.
Questa calotta residuale è in realtà quasi tagliata in due da una grande valle a forma di corno chiamata Chasma Borealis che incide profondamente il suolo polare.
La sublimazione di tutta l’anidride carbonica ha portato alla luce l’anello scuro di dune di sabbia che circonda il polo nord. Contorni di ghiaccio persistono ancora a sud del mare di sabbia polare. Le tre piccole forme circolari bianche posizionate rispettivamente a destra, a sinistra e sotto la calotta sono crateri riempiti di ghiaccio.
La risoluzione va dai 115 Km/pixel per la foto di ottobre fino a circa 45 Km/pixel della foto di marzo.
Quattro immagini di Marte nella sua estate boreale
Quattro facce di Marte riprese il 30 marzo 1997, rappresentano quattro momenti della rotazione del pianeta. Tra due immagini successive (seguendo l’ordine da sinistra a destra e dall’alto al basso) il pianeta ruota di 90°. Marte presenta una inclinazione particolarmente favorevole per mostrare l’intera calotta residuale estiva composta di ghiaccio d’acqua (emisfero settentrionale), circondata dall’anello formato da dune di sabbia scura.
Prima immagine (in alto a sinistra)
Questa immagine è centrata su Ares Valles, dove il Pathfinder atterrerà il 4 luglio 1997; sono evidenti il sistema di canyon Valles Marineris (in basso a sinistra), e il deserto di color arancio brillante di Arabia Planitia (a destra).
Acidalia Planitia, è la prominente area nerastra che, dalla regione polare, scende verso sud. Si pensa che il colore dipenda da una coltre di sabbia scura che la ricopre. Numerose striature (sempre scure), che sembrano stirate dal vento, sono visibili a sud di Acidalia e sono dovute a flussi di sabbia soffiata fuori dall’interno di crateri.
Seconda immagine (in alto a destra)
Nel settore Ovest sono visibili sia i vulcani Tharsis (appena a sinistra del centro) che il monte Olympus (più grande e più a Ovest) che sporgono dalla coltre di nubi. Il monte Olympus è largo 550 Km e alto 25 Km.. La Valles Marineris è visibile come una traccia rettilinea e scura che si estende nella parte inferiore destra e il luogo di atterraggio del Pathfinder è avvolto dalle nuvole vicino al bordo orientale.
Terza immagine (sotto a sinistra)
Questo settore di Marte relativamente uniforme si estende dalla regione vulcanica Elysium fino ai vulcani Tharsis (nascosti da brillanti nuvole nei pressi nel bordo orientale) a est.
Le tre macchioline scure giusto a sinistra del centro sono ciò che rimane di Cerberus, una notevole regione scura osservata dalle missioni Viking e dal Mariner 9. Questo è un esempio dei drammatici cambiamenti a larga scala che possono interessare la superficie di Marte, dovuti alle tempeste di sabbia. La vecchia area scura è stata ora coperta da sabbia più chiara che ha nascosto il suolo sottostante.
Quarta immagine (in basso a destra)
La scura regione di Syrtis Major domina questa immagine. Syrtis Major è una delle più grandi regioni scure di Marte ed è una delle strutture maggiormente visibili anche dai telescopi terrestri. La brillante nuvola che si vede a est è associata ai monti Elysium. La grande forma bianca azzurrina nei pressi del bordo sud del pianeta è Hellas, un bacino di impatto del diametro di 2000 Km, formatosi in seguito ad una antica collisione di un corpo di notevoli dimensioni con la superficie di Marte. Durante questa stagione (nell’emisfero australe è inverno) Hellas è coperto da ghiaccio di anidride carbonica (ghiaccio secco) e da nuvole.