Ecco perché Venere non ha quasi acqua

Gli scienziati planetari dell’Università del Colorado Boulder hanno scoperto come Venere, il vicino rovente e inabitabile della Terra, sia diventato così secco.

Gli scienziati planetari dell’Università del Colorado Boulder hanno scoperto come Venere, il vicino rovente e inabitabile della Terra, sia diventato così secco.

Il nuovo studio colma una grande lacuna in quella che i ricercatori chiamano “la storia dell’acqua su Venere”.

Utilizzando simulazioni al computer, il team ha scoperto che gli atomi di idrogeno nell’atmosfera del pianeta sfrecciano nello spazio attraverso un processo noto come “ricombinazione dissociativa”, facendo sì che Venere perda circa il doppio dell’acqua ogni giorno rispetto alle stime precedenti.

Il team ha pubblicato i suoi risultati il 6 maggio sulla rivista Nature.

I risultati potrebbero aiutare a spiegare cosa succede all’acqua in una miriade di pianeti in tutta la galassia.

“L’acqua è davvero importante per la vita”, ha detto Eryn Cangi, ricercatrice presso il Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) e co-autrice principale del nuovo articolo.

“Abbiamo bisogno di capire le condizioni che supportano l’acqua liquida nell’universo e che potrebbero aver prodotto lo stato molto secco di Venere oggi”.

Venere, ha aggiunto, è positivamente arida. Se prendeste tutta l’acqua sulla Terra e la spargete sul pianeta come marmellata sul pane tostato, otterreste uno strato liquido profondo circa 3 chilometri.

Se si facesse la stessa cosa su Venere, dove tutta l’acqua è intrappolata nell’aria, ci si ritroverebbe con soli 3 centimetri, appena sufficienti per bagnarsi le dita dei piedi.

“Venere ha 100.000 volte meno acqua della Terra, anche se ha fondamentalmente le stesse dimensioni e massa”, ha detto Michael Chaffin, co-autore principale dello studio e ricercatore presso il LASP.

In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato modelli computerizzati per comprendere Venere come un gigantesco laboratorio di chimica, ingrandendo le diverse reazioni che si verificano nell’atmosfera vorticosa del pianeta.

Il gruppo riferisce che una molecola chiamata HCO+ (uno ione composto da un atomo ciascuno di idrogeno, carbonio e ossigeno) nell’alta atmosfera di Venere potrebbe essere il colpevole dietro la fuga di acqua del pianeta.

Per Cangi, co-autore principale della ricerca, i risultati rivelano nuovi indizi sul motivo per cui Venere, che probabilmente una volta sembrava quasi identico alla Terra, oggi è quasi irriconoscibile.

“Stiamo cercando di capire quali piccoli cambiamenti si sono verificati su ciascun pianeta per spingerli in questi stati molto diversi”, ha detto Cangi, che ha conseguito il dottorato in scienze astrofisiche e planetarie presso la CU Boulder nel 2023.

Venere, ha osservato, non è sempre stata un deserto.

Gli scienziati sospettano che miliardi di anni fa, durante la formazione di Venere, il pianeta abbia ricevuto circa la stessa quantità di acqua della Terra.

A un certo punto, la catastrofe ha colpito. Le nubi di anidride carbonica nell’atmosfera di Venere hanno innescato il più potente effetto serra del sistema solare, aumentando le temperature in superficie a 400 gradi.

Nel processo, tutta l’acqua di Venere è evaporata in vapore e la maggior parte è andata alla deriva nello spazio.

Ma quell’antica evaporazione non può spiegare perché Venere sia così secca come lo è oggi, o come continui a perdere acqua nello spazio.

“Per fare un’analogia, diciamo che ho buttato via l’acqua nella mia bottiglia. Ci sarebbero ancora alcune goccioline rimaste”, ha detto Chaffin.

Su Venere, tuttavia, quasi tutte le gocce rimanenti sono scomparse. Il colpevole, secondo il nuovo lavoro, è l’inafferrabile HCO+.

Chaffin e Cangi hanno spiegato che nelle atmosfere superiori planetarie, l’acqua si mescola con l’anidride carbonica per formare questa molecola.

In una ricerca precedente, i ricercatori hanno riferito che HCO+ potrebbe essere responsabile della perdita di una grossa fetta di acqua da parte di Marte.

Ecco come funziona su Venere: HCO+ viene prodotto costantemente nell’atmosfera, ma i singoli ioni non sopravvivono a lungo. Gli elettroni nell’atmosfera trovano questi ioni e si ricombinano per dividere gli ioni in due.

Nel processo, gli atomi di idrogeno sfrecciano via e possono persino fuggire completamente nello spazio, privando Venere di uno dei due componenti dell’acqua.

Nel nuovo studio, il gruppo ha calcolato che l’unico modo per spiegare lo stato secco di Venere era se il pianeta ospitava volumi di HCO+ maggiori del previsto nella sua atmosfera.

C’è un colpo di scena nei risultati del team. Gli scienziati non hanno mai osservato HCO+ intorno a Venere.

Chaffin e Cangi suggeriscono che ciò è dovuto al fatto che non hanno mai avuto gli strumenti per guardare correttamente.

Mentre dozzine di missioni hanno visitato Marte negli ultimi decenni, molti meno veicoli spaziali hanno viaggiato verso il secondo pianeta dal Sole.

Nessuno di loro ha portato con sé strumenti in grado di rilevare l’HCO+ che alimenta la via di fuga appena scoperta dalla squadra.

“Una delle conclusioni sorprendenti di questo lavoro è che HCO+ dovrebbe essere in realtà tra gli ioni più abbondanti nell’atmosfera di Venere”, ha detto Chaffin.

Negli ultimi anni, tuttavia, un numero crescente di scienziati ha messo gli occhi su Venere. La missione DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) della NASA, ad esempio, farà cadere una sonda attraverso l’atmosfera del pianeta fino alla superficie. Il lancio è previsto entro la fine del decennio.

DAVINCI non sarà in grado di rilevare HCO+, ma i ricercatori sperano che una missione futura possa rivelarci un altro pezzo chiave della storia dell’acqua su Venere.

“Non ci sono state molte missioni su Venere”, ha detto Cangi. “Ma le missioni appena pianificate sfrutteranno decenni di esperienza collettiva e un fiorente interesse per Venere per esplorare gli estremi delle atmosfere planetarie, l’evoluzione e l’abitabilità”.

 

 

Immagine: Aurore Simonnet / Laboratory for Atmospheric and Space Physics / University of Colorado Boulder