Ecco perché un giorno la Terra potrebbe essere simile a Marte | Anjali Tripathi | TEDxBeaconStreet

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Ogni minuto più di 180 kg di idrogeno e quasi 3 kg di elio si staccano dall'atmosfera terrestre per finire nello spazio. L'astrofisica Anjali Tripathi studia il fenomeno della fuga atmosferica e in questa presentazione, affascinante e alla portata di tutti, spiega come tale processo potrebbe in futuro (fra miliardi di anni) trasformare il nostro pianeta da blu a rosso.

Quando guardate le stelle di notte,

è incredibile ciò che si vede.

È meraviglioso.

Ma è ancora più strabiliante
ciò che non si vede,

poiché oggi sappiamo

che intorno ad ogni stella, o quasi,

si trova un pianeta, o più di uno.

Questa foto non mostra

tutti i pianeti che conosciamo

là fuori nello spazio.

Spesso pensiamo ai pianeti

come a oggetti molto lontani
e diversi dal nostro.

Ma anche noi viviamo su un pianeta,

e ci sono così tante
cose strabilianti sulla Terra

che cerchiamo lontano,
per trovarne di simili.

Cercando, scopriamo cose strabilianti.

Ma voglio dirvi una cosa strabiliante
del nostro pianeta.

Cioè che ogni minuto,

più di 180 kg di idrogeno

e più di 3 kg di elio

passano dalla Terra allo spazio.

È gas che se ne va,
per non tornare mai più.

Così idrogeno, elio e molte altre sostanze

costituiscono la cosiddetta
atmosfera terrestre.

I tre gas combinati nell'atmosfera
formano una sottile linea blu

visibile in questa foto
dalla Stazione Spaziale Internazionale,

scattata da alcuni astronauti.

È proprio questo rivestimento
esterno al nostro pianeta

a permettere alla vita di prosperare.

Protegge la Terra da tantissimi impatti

di meteoriti e corpi simili.

Ed è così strabiliante

che il fatto che stia scomparendo
dovrebbe preoccuparvi almeno un po'.

È questo il processo che studio,

ed è chiamato fuga atmosferica.

Non riguarda solo la Terra.

È tipico di ogni pianeta,
ad essere precisi,

poiché non solo la Terra,
ma qualsiasi pianeta dell'Universo

può essere oggetto della fuga atmosferica.

E questo processo ci dà
informazioni sui pianeti stessi.

Quando pensate al sistema solare, infatti,

potrebbe venirvi in mente
questa immagine.

Direste: "Beh, ci sono
otto pianeti, forse nove."

Per chi di voi è colpito dall'immagine,

ne aggiungerò un altro.

(Risate)

Per gentile concessione
di New Horizons, ecco Plutone.

Il punto è che,

ai fini di questo discorso
e della fuga atmosferica,

nella mia mente
Plutone è un pianeta,

e anche i corpi che orbitano
attorno ad altre stelle non visibili

meritano questa definizione.

Quindi un aspetto comune a tutti i pianeti

è il loro essere corpi
legati dalla forza di gravità.

Si tratta di molto materiale

tenuto assieme esclusivamente
da questa forza attrattiva.

Questi corpi sono enormi,
e con un'elevata gravità.

Ecco perché sono tondi.

Guardando tutti questi pianeti,

incluso Plutone,

vedrete che sono tondi.

È la forza di gravità ad entrare in gioco.

Un altro aspetto importante dei pianeti

è una cosa che non si vede,

ed è la stella,

attorno alla quale orbitano
tutti i pianeti del sistema solare.

Ed è questo che guida
la fuga atmosferica.

La ragione fondamentale per cui le stelle
guidano la fuga atmosferica dai pianeti

è che cedono particelle,
luce e calore,

elementi che inducono le atmosfere
dei pianeti ad allontanarsi.

Pensate a una mongolfiera,

o alle lanterne del festival
tailandese di quest'immagine,

vedrete che l'aria calda
può spingere i gas verso l'alto.

Se energia e riscaldamento
sono sufficienti,

come avviene con il Sole,

il gas, leggero e vincolato
dalla sola gravità com'è,

può liberarsi nello spazio.

Ed è proprio questo
a causare la fuga atmosferica

sulla Terra e su altri pianeti:

quell'interazione fra riscaldamento
emesso dalla stella

e superamento della forza
di gravità del pianeta.

Come vi ho già detto,
ogni minuto scappano

180 kg di idrogeno

e più di 3 kg di elio.

Ma che aspetto ha questo fenomeno?

Già negli anni '80

si scattavano foto della Terra

a raggi ultravioletti

usando il satellite
della NASA Dynamic Explorer.

Queste due immagini della Terra

vi mostrano il bagliore
prodotto dalla fuga di idrogeno,

colorato in rosso.

Potete vedere anche altri elementi
come ossigeno e azoto,

in quel barlume bianco,

nella linea circolare delle aurore

e anche le protuberanze ai Tropici.

Dalle immagini deduciamo quindi

che la nostra atmosfera
non è attaccata alla Terra.

Si estende nelle profondità dello spazio,

e lo fa, direi, in quantità allarmanti.

Tuttavia, la Terra non è la sola
a subire la fuga atmosferica.

Marte, il pianeta a noi più vicino,
è molto più piccolo della Terra,

perciò ha minore gravità e quindi
capacità di trattenere l'atmosfera.

Benchè Marte abbia una atmosfera,

è molto più sottile di quella terrestre.

Guardate la superficie.

Ci sono crateri, a indicare

che non c'era atmosfera
a bloccare gli impatti.

Per questo Marte è il "pianeta rosso",

e il rosso è stato originato proprio

dalla fuga atmosferica.

Pensiamo infatti che in passato
Marte avesse un clima più umido

e l'acqua, con energia sufficiente,
si separava in idrogeno e ossigeno.

L'idrogeno, più leggero,
si allontanava verso lo spazio

e l'ossigeno rimasto

ossidava o arrugginiva il suolo,

dando luogo al familiare colore rosso
ruggine del pianeta.

Quindi va bene osservare
immagini di Marte

e dire che la fuga atmosferica
è probabilmente avvenuta,

ma la NASA ha ora una sonda
su Marte, il satellite MAVEN,

il cui lavoro è studiare
la fuga atmosferica.

È la navicella spaziale sull'Evoluzione
della Fuga Atmosferica da Marte.

I dati forniti mostrano già
immagini molto simili

a quelle che avete visto della Terra.

Sappiamo già che Marte
sta perdendo la sua atmosfera,

ma ora abbiamo immagini incredibili.

Qui, per esempio, è visibile
nel cerchio rosso

l'estensione di Marte

e, in blu, l'idrogeno
che si allontana dal pianeta.

L'estensione della fuga
è pari a 10 volte il pianeta,

e si allontana abbastanza
da vincere la gravità di Marte.

Si stacca e finisce nello spazio.

Questo conferma le nostre ipotesi,

che il rosso di Marte
deriva dalla perdita di idrogeno.

L'idrogeno non è il solo gas a fuggire.

Per la Terra ho nominato
elio, ossigeno e azoto.

Con MAVEN vediamo anche
la perdita di ossigeno da Marte.

L'ossigeno, più pesante,

non si allontana quanto l'idrogeno;

ma si distacca comunque dal pianeta.

Non è infatti interamente
confinato nel cerchio rosso.

Poter osservare la fuga atmosferica
non solo sulla Terra,

ma ovunque, grazie ai satelliti,

ci permette di studiare
il passato dei pianeti

ma anche i pianeti in generale,

e il futuro della Terra.

Possiamo quindi conoscere il futuro

tramite pianeti così lontani
da non essere visibili.

Dovrei però dire, prima di proseguire,

che non vi mostrerò
foto simili di Plutone,

cosa che potrebbe deludervi.

Ma solo perché ancora non ne abbiamo.

Però la missione
New Horizons, proprio ora,

ne sta studiando la fuga atmosferica.

Restate in contatto, quindi.

I pianeti di cui voglio parlare

sono noti come esopianeti in transito.

I pianeti che orbitano intorno
a una stella diversa dal Sole

sono detti esopianeti,
o pianeti extrasolari.

Tali pianeti, detti in transito,

hanno una caratteristica:

guardando la stella al centro dell'orbita,

vedrete che lampeggia.

Questo succede perché ci sono pianeti

che le si avvicinano continuamente;

e quando hanno un'angolazione particolare,

i pianeti coprono
la luce emessa dalla stella

motivo per cui la vediamo lampeggiare.

Ve lo mostro un'altra volta
per vederne la luce.

Osservando le stelle
nel cielo di notte,

grazie a questo lampeggiare

riusciamo a individuare i pianeti.

Ecco come abbiamo individuato
più di 5.000 pianeti

nella Via Lattea,

e sappiamo che ve ne sono molti altri.

Quando guardiamo la luce
di quelle stelle, quindi,

ciò che vediamo
non è il pianeta in sé

ma si può osservare
l'attenuazione della luce

e registrarla nel tempo.

La luce diminuisce
al passaggio del pianeta

che produce il lampeggiamento.

Così non solo individuiamo i pianeti,

ma possiamo osservare la luce
in diverse lunghezze d'onda.

Prima ho nominato la luce ultravioletta
quando si osservano la Terra e Marte.

Se osserviamo gli esopianeti
con il Telescopio Spaziale di Hubble

notiamo che con la luce ultravioletta

il lampeggiare aumenta
mentre la luce della stella diminuisce,

al passaggio del pianeta.

Ciò avviene per la spessa
coltre di idrogeno

intorno al pianeta,

che lo fa apparire più grande

e blocca una maggiore quantità
di luce visibile.

Con questa tecnica
siamo riusciti a scoprire

alcuni esopianeti caratterizzati
dalla fuga atmosferica.

Possiamo definire gioviani caldi

alcuni dei pianeti scoperti.

Infatti si tratta di pianeti gassosi
come Giove,

ma molto più vicini alla loro stella,

a meno di un centesimo
della distanza Sole - Giove.

Visto che c'è tutto questo gas leggero,
pronto a disperdersi

e riscaldato dalla stella,

la fuga atmosferica avviene
in quantità enormi.

Quindi a differenza dei 180 kg di idrogeno
persi ogni minuto dalla Terra,

in questi pianeti

si staccano quasi 590.000 tonnellate
di idrogeno al minuto.

Potreste pensare,
"quindi il pianeta cessa di esistere?"

È una domanda che ci si pone anche

quando si osserva il sistema solare.

Infatti i pianeti più vicini al Sole
sono rocciosi,

mentre quelli più lontani
sono più grandi e gassosi.

Forse inizialmente, i pianeti
erano simili a Giove,

che infatti stava vicino al Sole,

e si sono poi liberati del gas?

Al momento riteniamo che se si parte
da un pianeta gioviano caldo,

questo non può diventare
come Mercurio o la Terra.

Ma se il pianeta iniziale è più piccolo,

è possibile che si sia allontanato
gas a sufficienza,

fatto che si ripercuoterebbe sul pianeta

rendendolo molto diverso
da come era all'inizio.

Tutto ciò suona molto generico:

potremmo pensare al sistema solare,

ma cosa c'entra questo
con noi, qui sulla Terra?

Beh, in un futuro lontano,

il Sole diventerà più luminoso.

La conseguenza sarà

che il calore del Sole
si farà più intenso.

Proprio come osserviamo il gas
andarsene da un pianeta gioviano caldo,

così avverrà sulla Terra.

Quindi possiamo restare in attesa,

o almeno prepararci,

al fatto che in un futuro lontano,

la Terra sarà più simile a Marte.

L' idrogeno, ottenuto
dalla scissione dell'acqua,

si allontanerà verso lo spazio
più rapidamente

e ci rimarrà un pianeta arido e rossastro.

Non preoccupatevi, accadrà
solo fra miliardi di anni,

quindi c'è tempo per prepararsi.

(Risate)

Volevo solo farvi capire cosa succede,

e non solo per il futuro:

la fuga atmosferica è in atto
anche in questo momento.

Sono tanti i fatti scientifici
dello spazio di cui sentiamo parlare,

e di pianeti lontani.

Studiamo quei pianeti
per conoscere quei mondi.

Studiando Marte o gli esopianeti
come i pianeti gioviani caldi,

scopriamo cose come la fuga atmosferica

che ci dicono molto
del pianeta su cui ci troviamo.

Pensate a questo, la prossima volta
che penserete che lo spazio è lontano.

Grazie.

(Applausi)