Parte il viaggio in esplorazione della climatologia dei vari pianeti del nostro sistema solare. Oggi approfondiamo i fenomeni che avvengono su Mercurio, un pianeta dal clima abbastanza tranquillo, ma colpito da violente tempeste solari.
Mercurio è il pianeta più vicino al Sole e, da quando Plutone è stato declassato a pianeta nano, è il pianeta più piccolo del Sistema Solare. Quando si trova più vicino a noi, la distanza dalla Terra è appena superiore a quella tra la Terra e Marte. Tuttavia, è un pianeta che abbiamo visitato molto poco. Ad oggi, solo 3 missioni spaziali hanno sorvolato Mercurio: Mariner 10 (3 sorvoli tra il 1974 e il 1975), MESSENGER (3 anni in orbita prima di schiantarsi sulla superficie nel 2015) e BepiColombo (missione attuale, già 3 sorvoli, prevista in orbita intorno a Mercurio alla fine del 2025). Questo può sembrare sorprendente, perché si potrebbe pensare che sarebbe facile “cadere” verso il Sole e Mercurio dalla Terra. Tuttavia, orbitare intorno a Mercurio richiede una notevole accelerazione, e quindi carburante, perché la sua velocità di rotazione intorno al Sole è molto maggiore di quella della Terra. Inoltre, la vicinanza al Sole e alle sue tempeste non è ideale per il corretto funzionamento degli strumenti e la gravità del Sole disturba notevolmente la navigazione. Non è quindi il pianeta più conosciuto.
Mercurio è il secondo pianeta più denso del Sistema Solare, dopo la Terra. Ma con un raggio pari a poco più di un terzo delle dimensioni della Terra e un volume pari a circa il 5% di quello terrestre, la sua gravità superficiale è simile a quella di Marte (37% della gravità terrestre). Questa debole forza di gravità, unita al calore indotto dalla vicinanza al Sole, rende impossibile per Mercurio avere un'atmosfera. Non c'è quindi vento, non c'è circolazione atmosferica e, in assenza di oceani, non c'è trasporto di energia. Le previsioni climatiche e meteorologiche sono quindi molto più semplici che sulla Terra!
Il pianeta ha però quella che chiamiamo esosfera, cioè un alone di materia sospesa che non è abbastanza denso da comportarsi come un gas. La pressione alla superficie è quindi trascurabile (5 millesimi di miliardesimo della pressione alla superficie terrestre). La superficie di Mercurio, come mostra l'immagine iniziale, è disseminata dai segni di impatto di asteroidi, simili a quelli della Luna.
Su Mercurio, un anno dura 90 giorni terrestri. Mentre Mercurio effettua una rotazione su se stesso in 60 giorni (giorno siderale), occorrono due rotazioni intorno al Sole, o 180 giorni terrestri, perché il Sole si trovi nello stesso punto del cielo (giorno solare). Un giorno come lo intendiamo noi dura quindi 2 anni locali (e mezzo anno terrestre)! Questa “stranezza”, nota come risonanza spin orbitale, è dovuta al fatto che la velocità di rotazione del pianeta su se stesso è vicina alla velocità di rotazione intorno al Sole. Potete vedere questo effetto nell'animazione qui sotto. Inoltre, l'asse di rotazione di Mercurio su se stesso è inclinato solo leggermente (0,03°), quindi non ci sono stagioni su Mercurio.
Il ciclo principale che regola il clima mercuriano è quindi il ciclo diurno. In un (lungo) giorno mercuriano, la temperatura superficiale all'equatore sale a 425°C. Di notte, in assenza di un'atmosfera che trattenga il calore, la temperatura scende a -175°C. L'ampiezza termica raggiunge così i 600°C, di gran lunga la più grande del sistema solare. Sulla Terra, la differenza locale tra i minimi e i massimi annuali può raggiunge, in casi estremi, 100°C. Ciò illustra chiaramente il ruolo fondamentale svolto dalla tenue atmosfera terrestre. Inoltre, l'assenza dell'effetto serra fa sì che le temperature più elevate su qualsiasi pianeta del sistema solare non siano misurate su Mercurio, bensì su Venere, il pianeta più lontano dal Sole.
Ai poli, la temperatura non supera mai i -90°C ed è molto probabile che ci sia del ghiaccio. In effetti, ci sono alcuni crateri vicino ai poli dove il fondo non è mai esposto alla radiazione solare e dove, nonostante la pressione quasi nulla, il ghiaccio potrebbe benissimo essere conservato.
Mercurio ha un posto in prima fila quando si tratta di tempeste solari. Come la Terra, il pianeta ha un campo magnetico che fornisce una parziale protezione contro questi fenomeni, anche se il campo magnetico mercuriano è 100 volte più debole di quello terrestre. I venti solari sono deviati verso i poli dal campo magnetico. Questo è lo stesso fenomeno che produce l'aurora boreale sulla Terra. In assenza di un'atmosfera, tuttavia, su Mercurio non si possono osservare splendidi aloni luminosi. D'altra parte, l'intensità di questi eventi su Mercurio provoca probabilmente l'espulsione di particelle dal suolo e sarebbe l'origine della materia che compone l'esosfera descritta sopra. L'esosfera non è quindi statica, ma viene costantemente smossa dai venti solari e poi ricomposta.
Uno degli obiettivi della missione europea-giapponese Bepi-Colombo, attualmente in corso, è quello di studiare più a fondo l'esosfera e il campo magnetico di Mercurio, le loro origini e le loro interazioni. Dunque Mercurio non ha ancora svelato tutti i suoi segreti!
Elaborare una previsione meteorologica per Mercurio non è un compito molto complesso. Potrebbe avere un aspetto simile a questo:
“Nelle regioni dove finisce la notte, come intorno ai crateri MacNicol e Narine, le temperature aumenteranno gradualmente di qualche centinaio di gradi. Nelle pianure di Altair, invece, il Sole è già basso sull'orizzonte e le temperature stanno precipitando. Mercurio è attualmente all'afelio (il punto della sua orbita più lontano dal Sole), quindi le temperature per il lato esposto sono di qualche grado inferiori alla norma. Come di consueto, il cielo sarà sereno su tutte le regioni. Si sta sviluppando una tempesta solare di media intensità, probabilmente con un alto livello di radiazioni senza il cratere Komeda. È stata quindi emessa un'allerta radiazioni di livello 4 e si consiglia alla popolazione di recarsi nei rifugi antiradiazioni”.
In uno dei prossimi blog parleremo della climatologia di Venere, molto più turbolenta rispetto a quella di Mercurio.