Effetto serra nel sistema solare

L’Effetto Serra nel sistema solare: Venere, Terra, Marte

2) Cenni sui pianeti rocciosi

Il Sistema Solare è formato da otto pianeti propriamente detti che si dividono in:

4 rocciosi: Mercurio, Venere, Terra, Marte;

4 gassosi: Giove, Saturno, Urano, Nettuno.

Questi corpi celesti portano il nome di divinità greco-romane. L'analisi successiva concentra

l'attenzione su temperatura superficiale e caratteristiche atmosferiche solo dei pianeti

rocciosi.

I pianeti rocciosi del Sistema Solare: Mercurio, Venere, Terra e Marte (Fonte: Nasa)

è il pianeta più piccolo del Sistema Solare. La sua superficie risulta molto

Mercurio:

craterizzata. Questo pianeta è praticamente sprovvisto di atmosfera (sono state scoperte

alcune tracce di atmosfera, probabilmente frutto di materiale emesso dal Sole), di satelliti e

di anelli. A causa della mancanza di atmosfera non approfondiremo ulteriormente il discorso

su Mercurio. Basti dire che la sua temperatura varia dai 100K (-173°C) ai 700K (+473°C)

man mano che il pianeta compie i suoi moti di rotazione e di rivoluzione. La media è di

440K (+167°C). L'accelerazione gravitazionale di Mercurio è 0,33 volte quella terrestre. Ciò

significa che se un uomo di 70kg si pesasse sul pianeta più vicino al Sole, peserebbe circa

26kg.

Venere: è il pianeta gemello, per conformazione e dimensioni, della Terra. L'atmosfera di

Venere è molto densa e spessa (attorno ai 65 km) e, come si vedrà più avanti, l'effetto serra

su questo pianeta è molto evidente. Le temperature in media si aggirano sui 773K (con

minime di 228K). L'accelerazione gravitazionale di Venere è 0,88 volte quella terrestre,

quindi, ripetendo l'esperimento precedente, un uomo di 70kg sulla Terra, ne peserebbe circa

62 su Venere.

il pianeta non ha bisogno di eccessive presentazioni e torneremo sulle sue

Terra:

caratteristiche geofisiche nel seguito.

L'atmosfera terrestre è spessa circa 80/90km, a seconda delle convenzioni utilizzate, ed è

presente come su Venere l'effetto serra. In questo caso però il fenomeno ha permesso la vita

sul pianeta per i motivi che vedremo. Basti pensare che senza effetto serra la temperatura

media superficiale della Terra sarebbe di 255K (-18°C).

Marte: ha un'atmosfera molto rarefatta con temperatura medie superficiali abbastanza ridotte

(la media 210K). Marte ha due satelliti naturali: Phobos e Deimos uno dei quali, Phobos, è

destinato a schiantarsi sul pianeta tra circa 10 milioni di anni. Su Marte è presente l'effetto

4 L’Effetto Serra nel sistema solare: Venere, Terra, Marte

serra anche se con intensità minore rispetto alla Terra e soprattutto a Venere.

L'accelerazione gravitazionale è 0,376 volte quella terrestre: un uomo di 70kg sulla Terra, ne

peserebbe circa 26 su Marte. Con lo sbarco della sonda Phoenix della Nasa in data 26

Maggio 2008 sul Polo Nord del pianeta, gli scienziati potranno avere nuove importanti

informazioni legate al clima marziano. La sonda è infatti in grado di comunicare

temperatura, velocità del vento e pressione.

3) Gli sconvolgimenti climatici su Venere

Negli scorsi quarant'anni, ben 22 sonde hanno esplorato Venere. Le caratteristiche

principali emerse sono la densissima atmosfera in cui sono presenti nubi di acido solforico e

soprattutto, anidride carbonica a livelli esagerati (97/98%)*. Queste peculiarità provocano un

effetto serra molto intenso, capace di trattenere la maggior parte del calore.

La pressione atmosferica al suolo di Venere è 90 volte più intensa che sulla Terra (90

atm = 90 000 hPa circa!). Per questo l'atterraggio di sonde spaziali sul pianeta è reso assai

difficoltoso anche se negli anni '80, con il progetto Venera, i sovietici riuscirono nell'intento.

La sonda ebbe comunque una vita assai breve: soltanto due ore.

Tra il 1990 e il 1994 si è cominciato a comprendere meglio la struttura di Venere grazie

alla sonda statunitense Magellan dotata di sofisticati radar che hanno cartografato tutta la

superficie. La prima caratteristica venuta alla luce è la relativa povertà di crateri d'impatto,

segno di un'intensa attività vulcanica avvenuta in tempi geologici recenti e forse presente

ancora oggi. Esattamente come la Terra, il pianeta della divinità dell'amore ha un clima in

continua evoluzione: esso è strettamente legato all'interazione tra fenomeni geologici e

atmosferici.

Questa somiglianza tra atmosfera terrestre e venusiana ha permesso agli studiosi di

poter approfondire le conoscenze sul nostro pianeta. Ad esempio, prima che il "buco

dell'ozono" fosse stato individuato sulla Terra, gli scienziati avevano potuto verificare le

conseguenze distruttive del cloro combinato con l'ossigeno studiando l'atmosfera di Venere.

Studiando Venere si è anche capito il grande ruolo che rivestono sulla Terra gli oceani,

è presente in

il plancton e le foreste nel ciclo dell'anidride carbonica. Sulla Terra la CO

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grande quantità, ma per lo più disciolta nelle acque o fissata nelle rocce attraverso reazioni

chimiche che coinvolgono i carbonati. Non è comunque ancora chiaro il reale motivo per cui

il nostro pianeta "gemello" si sia evoluto così diversamente.

Le nubi su Venere si formano in maniera molto differente rispetto al modo in cui si

formano sulla Terra. Infatti sul nostro pianeta le nuvole si materializzano per la

condensazione del vapore acqueo, mentre invece su Venere grazie a una reazione tra

anidride solforosa e acqua innescata dalla luce solare (nell'alta atmosfera) o dal calore (più in

basso).

I venti su Venere sono molto forti, ma sono presenti soltanto in quota. Al suolo infatti la

pressione atmosferica è talmente alta che non c'è possibilità che essi si formino. Più in alto si

va, più la loro velocità aumenta fino a toccare i 360 km/h! Venti che fanno il giro del pianeta

in soli 4 giorni, mentre, per confronto, la rotazione del pianeta avviene in circa 243 giorni .

Riguardo l'effetto serra e la geologia del pianeta rimangono alcune domande che non

hanno ricevuto ancora risposta, come ad esempio:

è evidente che sulla superficie di Venere ci sia attività vulcanica, ma non si vede attualmente

la presenza di tettonica a placche come invece è ben visibile sulla Terra. Tutto ciò è forse

dovuto all'alta temperatura superficiale del pianeta?

*le percentuali sono intese come numero di molecola di una tale sostanza in rapporto al numero di molecole di tutta la miscela per

5 unità di volume.

L’Effetto Serra nel sistema solare: Venere, Terra, Marte

L'effetto serra è molto più evidente, come abbiamo visto, su Venere che sulla Terra in

quanto l'atmosfera venusiana è più densa di diossido di carbonio. Perché, quindi, Venere si è

"evoluto" in maniera così differente dal nostro pianeta?

4) Anche su Marte c’è effetto serra

Il pianeta rosso, prossima meta per una missione umana (si parla del 2020), è il quarto

in ordine di distanza dal Sole.

Le caratteristiche di Marte sono simili a quelle terrestri per quanto riguarda

l'inclinazione dell'asse di rotazione e la durata del giorno. Sono molto diversi invece altri

parametri come la pressione atmosferica (appena 7 millibar: per fare un confronto quella

terrestre al livello del mare è pari a 1013 mbar) e la temperatura media si aggira intorno a

210K (-63°C) e supera raramente i 293K (+20°C). L'atmosfera è molto rarefatta a causa del

fatto che il pianeta non ha la gravità sufficiente a trattenere un'atmosfera di maggiore

spessore.

L'atmosfera marziana è formata per il 95% da anidride carbonica, dal 2,7% da azoto,

dall'1,6% da argon e dallo 0,13% da ossigeno. Altri gas, in percentuale inferiore, sono

metano, ozono ecc... Ed è proprio il fatto che quest'ultimo gas sia quasi inesistente (0,03

ppm) che rende l'ambiente marziano non adatto allo sviluppo della vita in quanto le

radiazioni ultraviolette del Sole, letali per ogni essere vivente, non vengono schermate, come

invece accade sul nostro pianeta.

Come si comprende dal titolo, anche su Marte c'è effetto serra! Sembra incredibile

proprio a causa della sua atmosfera molto rarefatta. Naturalmente il riscaldamento che

provoca questo fenomeno sul pianeta rosso non è di grande rilevanza: stando ad alcune

stime, circa 5 gradi, molto meno evidente rispetto a quello che si verifica sulla Terra e su

Venere.

Si pensa che molti milioni di anni fa Marte assomigliasse abbastanza alla Terra. Come

nel caso del nostro pianeta gran parte dell'anidride carbonica era contenuta nelle rocce. Ma a

causa della mancanza della tettonica a placche presente sulla Terra, Marte non era in grado

di riciclare l'anidride carbonica nella sua atmosfera e per questo motivo non si poté verificare

un effetto serra significativo.

Anche su Marte ci sono le stagioni e l'atmosfera del pianeta varia significativamente. Ad

esempio durante i mesi invernali, quando i poli sono al riparo dalla luce solare, la

temperatura superficiale diminuisce talmente tanto che ben un quarto dell'atmosfera si

condensa e precipita sotto forma di diossido di carbonio ghiacciato (noto ai più come

ghiaccio secco). All'aumentare dell'insolazione l'anidride carbonica sublima (ovvero passa,

senza stadi intermedi, dallo stato solido a quello aeriforme) con la conseguenza di generare

forti venti diretti verso le regioni tropicali del pianeta. Queste correnti possono raggiungere

addirittura i 400 chilometri orari.

Una conseguenza di questa circolazione atmosferica è il trasporto di una grande quantità

di polveri e di vapore d'acqua, che portano alla formazione di nubi. Il rover statunitense

Opportunity le ha fotografate per la prima volta dal suolo marziano.

6 L’Effetto Serra nel sistema solare: Venere, Terra, Marte

5) L’effetto serra sulla Terra: “un’assicurazione per la vita”

L'atmosfera terrestre è composta principalmente da azoto (78%) e da ossigeno

(20,9%). L'anidride carbonica è un gas assai poco presente. Ce n'è appena lo 0,0379 %:

ovvero su un milione di particelle, "solo" 379 sono di diossido di carbonio.

L'anidride carbonica tuttavia gioca un ruolo importantissimo: per sua natura blocca il calore,

lasciando però passare la luce solare. Tutto questo influisce sul delicato bilancio atmosferico

dovesse

fra l'energia in entrata e quella in uscita. Se, come sta purtroppo accadendo, la CO

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aumentare eccessivamente, il calore rimarrebbe imprigionato nell'atmosfera facendo

inevitabilmente aumentare la temperatura. Per esempio un semplice raddoppio (700 ppm)

causerebbe problemi gravissimi: il riscaldamento del nostro globo, il conseguente

innalzamento dei mari...

Vi sono anche altri gas che hanno come effetto collaterale quello di far aumentare la

temperatura, quali il metano, gli ossidi di azoto e i clorofluorocarburi (CFC) che hanno come

ulteriore proprietà quella di distruggere l'ozono.

Nel libro "L'atmosfera, istruzioni per l'uso" scritto da Piero Angela e Lorenzo Pinna, si

analizza l'insieme dei gas serra (quindi senza tenere conto di ossigeno, azoto e altre

componenti) come se fosse una "Società per Azioni". Vogliamo riproporre il simpatico ed

efficace paragone.

Effetto Serra S.p.A.

"Il pacchetto di maggioranza lo detiene il vapore acqueo (65-70%). Esso è il maggior

responsabile di quel benefico effetto serra che mantiene la temperatura della Terra 35-38

gradi più alta rispetto a quelle che le spetterebbe in base alla sola distanza dal Sole.

Tra i soci di minoranza troviamo l'anidride carbonica, appena il 15%. L'ultima percentuale è

invece detenuta da CFC, metano, ossidi di azoto.

Se per assurdo volessimo aumentare l'effetto serra producendo solo vapore acqueo, ci

andremmo a scontrare contro enormi difficoltà, in quanto ne occorrerebbe troppo. E' infatti

più semplice aumentarlo con l'anidride carbonica e ancor di più con il metano! Si capisce

quindi quanto sia fondamentale mantenere gli equilibri dell'atmosfera i più inalterati

possibili. In caso contrario si potrebbero scatenare delle conseguenze a catena a dir poco

allarmanti.

Un esempio: aumentando l'anidride carbonica, si aumenta anche la temperatura. Con il caldo

l'evaporazione degli oceani è più veloce e il vapore acqueo è un gas serra che riscalderebbe

ulteriormente il nostro pianeta.