Perchè la Terra potrebbe un giorno somigliare a Marte

Ogni minuto, 400 libbre di idrogeno e circa 7 libbre di elio fuggono dall'atmosfera terrestre verso lo spazio esterno. L'astrofisica Anjali Tripathi studia il fenomeno della fuga atmosferica e, in questa conferenza affascinante e accessibile, considera il modo in cui un giorno (tra qualche miliardo di anni) questo processo potrebbe trasformare il nostro pianeta blu in un pianeta rosso.

Quando guardate le stelle di notte

è sorprendente ciò che vedete.

È bellissimo.

Ma è più impressionante ciò che non
potete vedere,

perchè ciò che ora sappiamo

è che intorno a ogni stella o quasi,

c'è un pianeta,

o ce ne sono alcuni.

Ciò che non vi mostra
questa fotografia

sono tutti i pianeti che sappiamo esserci

nello spazio.

Ma quando pensiamo ai pianeti,
tendiamo a pensare a cose lontane

e molto diverse dal nostro pianeta.

Ma qui siamo su un pianeta,

e ci sono così tante cose sorprendenti
della Terra

che cerchiamo in un lungo e in largo
cose che possano loro somigliare.

E quando cerchiamo,
troviamo cose meravigliose.

Ma io vi voglio parlare di una cosa
fantastica che è qui sulla Terra.

Ed è che ogni minuto,

400 libbre di idrogeno

e circa 7 di elio

sfuggono dalla Terra allo spazio.

Ed è gas che se ne va
e non tornerà mai più.

L'idrogeno, l'elio
e molte altre cose

formano quella che è conosciuta
come l'atmosfera terrestre.

L'atmosfera è solo una sottile linea blu
formata da questi gas

che è vista dalla Stazione Spaziale
Internazionale,

una fotografia che alcuni
astronauti fanno.

E questa esile patina
intorno al nostro pianeta è

è ciò che consente
alla vita di progredire.

Protegge il nostro pianeta
da moltissimi impatti,

di meteoriti e simili.

Ed è un fenomeno così sorprendente

che il fatto che stia scomparendo

dovrebbe spaventarvi, almeno un po'.

Questo processo è qualcosa che io studio

ed è chiamato "fuga atmosferica".

Questa fuga non riguarda solo la Terra.

È parte integrante dell'essere un
pianeta, se volete saperlo,

perchè i pianeti -non solo la Terra-
ma dell'intero universo,

subiscono la fuga atmosferica.

E il modo in cui questo accade ci dice
di fatto qualcosa sugli stessi pianeti.

Perchè quando pensate al sistema solare,

potreste pensare a questa immagine,

e potreste dire,
"Beh, ci sono 8 pianeti, forse 9".

Per quelli che ne hanno abbastanza
di questa immagine

aggiungerò qualcosa.

(Risate)

Per concessione della New Horizons,
includiamo Plutone.

Il punto è che,

ai fini di questa conferenza e
della fuga atmosferica,

Plutone è per me un pianeta,

allo stesso modo in cui quelli che stanno
intorno alle stelle e che non vediamo

sono anch'essi pianeti.

Tra le caratteristiche fondamentali
dei pianeti

c'è quella di essere dei corpi

tenuti insieme dalla gravità.

Quindi è solo parechia materia
tenuta insieme

da questa forza attrattiva.

E questi corpi sono enormi e possiedono
tantissima gravità.

Ecco perchè sono rotondi.

Quando guardate questi pianeti,

incluso Plutone,

sono rotondi.

Quindi si può vedere che la gravità
è realmente in azione.

Ma un'altra caratteristica
fondamentale dei pianeti

non potete vederla qui,

ed è la stella, il Sole,

intorno al quale tutti i pianeti del
sistema solare orbitano.

Ed è ciò che principalmente porta
alla fuga atmosferica.

Il motivo per cui in fondo le stelle
portano a questa fuga dai pianeti

sta nel fatto che le stelle offrono ai
pianeti particelle, luce e calore

che possono causare la fuga dell'atmosfera

Se pensate a una mongolfiera,

o guardate queste foto di lanterne a
un festival tailandese,

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

E se avete abbastanza energia e calore,

e il Sole li ha,

quel gas, che è così leggero e tenuto
insieme solo dalla gravità,

può fuggire nello spazio.

Quindi questo è esattamente ciò che causa
la fuga atmosferica,

qui sulla Terra e anche su altri pianeti,

che interagisce con il calore delle stelle

e supera la forza di gravità sul pianeta.

Vi ho detto che questo accade

con la frequenza di 400 libbre di
idrogeno al minuto

e circa 7 di elio.

Ma come appare questo fenomeno?

Beh, anche negli anni '80,

facevamo foto della Terra

all'ultravioletto

utilizzando l'astronave delle
Dynamic Explorer della NASA.

Queste due foto della Terra

vi mostrano l'aspetto di quello splendente
idrogeno in fuga,

mostrato in rosso.

E potete vedere anche altri elementi
come l'ossigeno e il nitrogeno

in quel luccichio bianco

nel cerchio che vi mostra le aurore

e anche qualche frammento intorno
ai tropici.

Queste sono fotografie che ci mostrano,
in conclusione,

che la nostra atmosfera non è solo
legata alla Terra

ma si sta anche diffondendo
lontano nello spazio,

a una velocità impressionante, direi.

Ma la Terra non è la sola a subire
la fuga atmosferica.

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

quindi ha molta meno gravità con cui
tenere a sè la sua atmosfera.

Quindi anche Marte ha un'atmosfera,

e vediamo che è molto più
sottile della nostra.

Basta guardare la superficie.

Vedete crateri che indicano che non
ha avuto un'atmosfera

capace di bloccare gli impatti.

E vediamo che è un "pianeta rosso",

e la fuga atmosferica incide

sul colore di Marte.

È il motivo per cui pensiamo che Marte
abbia avuto un passato più umido,

e che quando l'acqua ha avuto abbastanza
energia si è divisa in idrogeno e ossigeno

ed essendo l'idrogeno così leggero,
si è disperso nello spazio,

e l'ossigeno che era rimasto

ha ossidato o arruginito il terreno,

creando quel visibile colore rosso-ruggine
così familiare.

È semplice guardare le foto di Marte e

dire che la fuga atmosferica
forse si è verificata,

ma la NASA ha una sonda che è attualmente
su Marte, chiamata satellite MAVEN,

e il cui attuale compito è quello di
studiare la fuga atmosferica.

È il mezzo spaziale della "Mars Atmosphere
and Volatile Evolution".

I risultati hanno già mostrato
foto molto simili

a quelle che avete visto per la Terra.

Sapevamo che Marte stava
perdendo la sua atmosfera,

ma abbiamo foto sbalorditive.

Qui, per esempio, potete vedere
nel cerchio rosso

le dimensioni di Marte,

e in blu l'idrogeno che fugge dal pianeta.

Raggiunge 10 volte le dimensioni
del pianeta,

ed è abbastanza lontano
da non essere più legato a Marte.

Sta fuggendo nello spazio.

E questo ci aiuta a confermare delle idee,

come che il colore rosso dipenda
dall'idrogeno perduto.

Ma l'idrogeno non è l'unico gas
che viene perso.

Ho menzionato l'elio sulla Terra e
parti di ossigeno e nitrogeno,

e dal MAVEN possiamo anche guardare
l'ossigeno perso da Marte.

E potete vederlo
perchè l'ossigeno è più pesante,

non può arrivare lontano come l'idrogeno,

ma sta ancora fuggendo via dal pianeta.

Non lo vedete tutto confinato
all'interno di quel cerchio.

Il fatto che non solo possiamo vedere
la fuga atmosferica del nostro pianeta

ma possiamo anche studiarla altrove
e mandare astronavi

ci permette di imparare qualcosa
del passato dei pianeti,

ma anche dei pianeti in generale,

e del futuro della Terra.

E la chiave per imparare
qualcosa del futuro

sta in quei pianeti così lontani
che non possiamo vedere.

Vorrei precisare che, prima
di andare avanti con questo tema,

non vi mostrerò foto
come questa di Plutone,

il che potrebbe deludervi,

ma è perchè ancora non ne abbiamo.

Ma la missione New Orizons
sta studiando la fuga dell'atmosfera

che viene persa dal pianeta.

Quindi restate in allerta!

I pianeti di cui volevo parlarvi

sono conosciuti come
"esopianeti in transito".

Quindi ogni pianeta che orbita intorno a
una stella che non è il nostro Sole

viene chiamato esopianeta,
o pianeta extrasolare.

E questi pianeti che definiamo in transito

hanno la peculiarità

che se guardate la loro stella
al centro,

vedrete che effettivamente lampeggia.

E la ragione di questo lampeggiare

sta nel fatto che ci sono pianeti che
passano continuamente da lì,

e con un orientamento tale

da bloccare la luce delle stelle

e che ci permette di vederle lampeggiare.

Ispezionando le stelle
nel cielo notturno

in cerca di lampeggiamenti,

si riesce a scovare i pianeti.

Questo è il modo in cui siamo stati capaci
di individuare più di 5.000 pianeti

nella nostra Via Lattea,

e, come dicevo, sappiamo che ce ne sono
molti altri là fuori.

Quindi quando vediamo la luce
di queste stelle,

ciò che vediamo non è il pianeta in sè,

ma uno smorzamento della luce

che riusciamo a vedere nel tempo.

Quindi la luce è visibile quando il
pianeta si sposta dalla stella,

e quello è il luccichio
che avete visto prima.

Quindi non solo localizziamo i pianeti

ma vediamo la luce con differenti
lunghezze d'onda.

Ho menzionato-per vedere la Terra e Marte-
l'uso della luce ultravioletta.

Se guardiamo gli esopianeti in transito
con il Telescopio spaziale Hubble,

scopriamo che all'ultravioletto,

si vedono luccichii molto più grandi,
molta meno luce dalla stella,

quando il pianeta le passa davanti.

E pensiamo che questo accada perchè c'è
un'estesa atmosfera di idrogeno

intorno al pianeta

che lo fa sembrare più gonfio

e quindi blocca
gran parte della luce visibile.

Quindi usando questa tecnica,
possiamo riuscire a scoprire

alcuni esopianeti in transito che stanno
subendo la fuga atmosferica.

Questi pianeti possono essere chiamati
Giovi caldi,

per alcuni di quelli trovati.

Questo perchè sono pianeti gassosi
come Giove,

ma sono vicini alle loro stelle,

centinaia di volte più di Giove.

E poichè ci sono tutti questi gas leggeri
pronti a fuggire,

e tutto questo calore dalle stelle,

si hanno delle catastrofiche
ondate di fuga atmosferica.

Quindi, diversamente dalle 400 libbre
di idrogeno perse al minuto dalla Terra,

questi pianeti

perdono 1,3 miliardi di libbre di
idrogeno al minuto.

Potreste pensare, "Beh, questo fa in modo
che il pianeta cessi di esistere?"

È una domanda che le persone si fanno

guardando il nostro sistema solare,

perchè i pianeti più vicini al Sole
sono rocciosi,

e quelli più lontani sono più grandi
e gassosi.

Si può iniziare con qualcosa come Giove

che di fatto era vicino al Sole,

e che poi si è liberato del gas?

Ora pensiamo che se si inizia con
qualcosa come un Giove caldo

il risultato non può essere
Mercurio o la Terra.

Ma se si inizia con qualcosa
di più piccolo,

è possibile che si sia disperso
tanto di quel gas

da avere un impatto significativo
sul pianeta

e ottenere qualcosa di molto diverso
dal pianeta iniziale.

Tutto questo sembra molto generico,

e noi dobbiamo pensare al sistema solare,

ma cosa ha a che fare questo con noi,
qui, sulla Terra?

Beh, in un futuro lontano,

il Sole sarà molto più intenso.

E quando accadrà,

il calore che riceveremo dal Sole
diventerà molto forte.

Allo stesso modo in cui vediamo che
un Giove caldo disperdere gas,

anche la Terra disperderà gas.

Qualunque cosa potremo aspettarci,

o a qualunque cosa ci prepareremo,

sta di fatto che in un futuro lontano,

la Terra somiglierà più a Marte.

Il nostro idrogeno, creato dall'acqua
che si divide,

fuggirà nello spazio più rapidamente,

e ci lascerà un pianeta secco e rossiccio.

Niente paura, accadrà
tra qualche miliardo di anni,

abbiamo il tempo per prepararci.

(Risate)

Ma volevo che steste attenti
a cosa sta accadendo,

non solo al futuro,

perchè la fuga atmosferica
si verifica mentre parliamo.

C'è tanta scienza incredibile da
sentire su ciò che accade nello spazio

e le storie di pianeti lontani,

e studiamo questi pianeti per imparare
qualcosa di questi mondi.

Ma come imparato da Marte o da
esopianeti come i Giovi caldi,

troviamo cose come la fuga atmosferica

che ci dicono molto
del nostro pianeta Terra.

Considerate questo la prossima volta in
cui penserete che lo spazio è lontano.

Grazie.

(Applausi)