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15 giugno 2012
a cura di Matteo Fagone e Marco De Marco
Considerazioni tecniche su pressione, densità
e punto triplo su Marte
Approfondimenti e valutazioni supplementari in merito alla presenza di
acqua liquida su Marte
Marte: acqua o CO2?
In questo grafico, combinando tra di loro i valori di pressione e
temperatura, è possibile osservare il livello di saturazione relativa della
CO2 nell’atmosfera marziana.
Com’è ben visibile dal grafico, a parte un singolo evento verificatosi nel
SOL 211, il livello della saturazione della CO2 non ha mai raggiunto un
livello sufficiente alla condensazione, di fatto escludendo che le
nevicate del SOL 366 e SOL 961 possono essere costituite da ghiaccio
secco.
In effetti, per esempio, a 7 hPa di pressione la temperatura necessaria
alla formazione di neve di CO2 è di circa -123°C, temperatura per altro
mai raggiunta!
Grafico delle temperature rilevate dal Viking Lander 2 secondo le tabelle
riportate dal Professor Tillman. Come si può notare le temperature sono
oscillate da un massimo assoluto di quasi -22oC fino a un minimo
(peraltro sporadico e isolato) di -121oC.
Sebbene insufficienti alla
formazione di ghiaccio secco, stando a questi dati, la quantità di acqua
massima contenibile dell’atmosfera durante i mesi invernali è altrettanto
insufficiente a giustificare la quantità di ghiaccio osservata.
In questa ricerca, pubblicata dal Professor Gilbert Levin l’11 agosto 2011
si legge quanto segue: “la temperatura del suolo alla base della testa del
collettore del Viking 2 raggiunse 273oK (0oC, il punto di fusione del
ghiaccio d’acqua), alle 14:21 ore locale del Lander, nel SOL 41”.
La descrizione prosegue spiegando che la temperatura rimase per
parecchi minuti ferma a quel valore prima di poter ulteriormente salire.
Questa precisazione serve al professor Levin per dimostrare che fosse in
atto un processo di fusione del ghiaccio d’acqua.
Osservando però il grafico con i dati riportati dal professor Tillman
(grafico blu in alto a destra) ci accorgiamo subito che l’evento sembra
realmente accaduto ma a -36oC invece che a 0oC.
Chi dei due ha ragione?
Questo grafico riporta le misurazioni del Viking 2 (puntini neri) con il
grafico calcolato delle temperature massime teoriche raggiungibili dal
suolo con le stesse caratteristiche del luogo di atterraggio del Viking
Lander 2 (linea blu) e di una superficie di neve fresca alle stesse
condizioni di illuminazione (linea rossa).
In teoria i puntini neri avrebbero dovuto lambire la linea blu almeno
durante il periodo estivo, salvo staccarsi leggermente in direzione della
linea rossa durante il periodo invernale a causa della presenza di
ghiaccio.
Si nota invece come la fascia dei puntini neri sia ben lontana dal limite
della linea blu.
Proviamo a considerare le affermazioni di Levin come attendibili: ci
dovremmo trovare di fronte ad un errore sistematico di -36oC!
Come il grafico precedente con in più riportate le posizioni del SOL 41,
366 e 961 con le relative immagini.
E inoltre riportato (in azzurro) il periodo corrispondente alla presenza di
ghiaccio riportato dalla NASA. Com’è possibile notare le due immagini
sono state scattate posteriormente al minimo di temperatura. È da
presumere che la presenza del ghiaccio sia cominciata molto prima,
probabilmente intorno a 210o di longitudine solare.
Grafico della pressione di vapore dell’acqua ingrandito per chiarezza in
due diversi punti. Questi grafici esprimono anche la quantità massima
d’acqua che l’atmosfera marziano può contenere a secondo della
temperatura.
Volendo calcolare la quantità d’acqua precipitabile al suolo, bisogna fare
la differenza tra la temperatura di partenza della massa satura e della
temperatura di arrivo dopo il raffreddamento.
Secondo varie fonti il contenuto medio dell’atmosfera marziana dovrebbe
aggirarsi intorno a 30 micrometri che corrisponde ad una temperatura di
condensazione di -73oC. Se noi per esempio passassimo da questa
temperatura a circa -93 dovremmo aspettarci un precipitato di 29
micrometri d’acqua corrispondenti a 290 micrometri di neve fresca.
È altrettanto evidente che se la condensazione partisse invece da -100o
la quantità totale d’acqua contenuta sarebbe nettamente inferiore,
dell’ordine di pochi decimi di micrometro.
Dettaglio del SOL 961. Qui mancano i dati diretti, desumibili però dai SOL
dello stesso periodo. Qui l’oscillazione è presumibilmente tra i -98oC di
massima e -118oC di minima. Correggendo questi valori si ottiene
un’oscillazione tra -62oC e -82oC, con uno spazio di deposizione che
occupa quasi metà del tempo giornaliero da -73oC a -82oC
corrispondenti ad un precipitato di circa 23 micrometri d’acqua ovvero
230 micrometri di neve.
I dati corretti sembrano quindi più verosimili alle condizioni di accumulo
di neve che si osservano nell’immagine del SOL 961.
Riassumendo tutti questi elementi in un’unica immagine possiamo
provare a considerare l’effetto di uno spostamento sistematico effettivo di
tutti i dati della temperatura di circa -36oC.
In effetti dai dati grezzi il ghiaccio comincia a formarsi a temperature
inferiori a -108°C. Come abbiamo visto dalla tabella precedente, se la
condensazione cominciasse effettivamente a questa temperatura, la
quantità precipitabile d’acqua sarebbe ridicolamente insufficiente a
giustificare i depositi osservati, ma se noi aggiungiamo i famosi 36°
otteniamo un risultato molto diverso.
Come si può verificare dai diagrammi precedenti a -72°C abbiamo un
precipitato massimo di circa 34 micrometri corrispondenti a 340
micrometri di precipitato massimo di neve, valore molto più accettabile
tanto più considerando il fatto che la deposizione è cominciata almeno
da 120 SOLs.
Sovrapponendo i dati del Viking corretti di 36oC (puntini neri) con le due
curve teoriche spiegate precedentemente, si osserva come la fascia dei
dati reali lambisca la linea blu per buona parte del periodo
primaverile-estivo, guarda caso tutto il periodo in cui la curva passa
sopra gli 0°C, quasi come se in realtà l’albedo della superficie
cominciasse a variare non appena superato il limite del congelamento
dell’acqua! Va peraltro sottolineato che il calcolo della linea blu non
includeva il calcolo dell’effetto serra causato dall’atmosfera, che da solo
dovrebbe aggiungere altri 10° - 20°C !
Dettaglio della temperatura del SOL 366 in cui si osserva un’oscillazione
da un minimo di -109.5°C ad un massimo di -81°C.
Correggendo questi valori di 36° otterremo un’oscillazione da -73.5°C a
-45°C con uno spazio di deposizione da -73.5°C a -73°C corrispondenti
a pochi micrometri d’acqua ovvero poche decine di mi°crometri di neve.
Questo è abbastanza corrispondente al fatto che lo strato di neve fosse
in fase di assottigliamento
in quanto lo spazio di tempo trascorso sopra i -73°C era oramai quasi la
totalità del tempo.
Diagramma di fase della CO2 per rapporto temperatura-pressione nel
range -140°C a -100°C riferito al congelamento del gas.
Diagramma di fase della CO2 per rapporto temperatura-pressione nel
range -100°C a -60°C riferito al congelamento del gas.
15 giugno 2012
a cura di Matteo Fagone e Marco De Marco
Considerazioni tecniche su pressione, densità
e punto triplo su Marte
Approfondimenti e valutazioni supplementari in merito alla presenza di
acqua liquida su Marte
Marte: acqua o CO2?
In questo grafico, combinando tra di loro i valori di pressione e
temperatura, è possibile osservare il livello di saturazione relativa della
CO2 nell’atmosfera marziana.
Com’è ben visibile dal grafico, a parte un singolo evento verificatosi nel
SOL 211, il livello della saturazione della CO2 non ha mai raggiunto un
livello sufficiente alla condensazione, di fatto escludendo che le
nevicate del SOL 366 e SOL 961 possono essere costituite da ghiaccio
secco.
In effetti, per esempio, a 7 hPa di pressione la temperatura necessaria
alla formazione di neve di CO2 è di circa -123°C, temperatura per altro
mai raggiunta!
Grafico delle temperature rilevate dal Viking Lander 2 secondo le tabelle
riportate dal Professor Tillman. Come si può notare le temperature sono
oscillate da un massimo assoluto di quasi -22oC fino a un minimo
(peraltro sporadico e isolato) di -121oC.
Sebbene insufficienti alla
formazione di ghiaccio secco, stando a questi dati, la quantità di acqua
massima contenibile dell’atmosfera durante i mesi invernali è altrettanto
insufficiente a giustificare la quantità di ghiaccio osservata.
In questa ricerca, pubblicata dal Professor Gilbert Levin l’11 agosto 2011
si legge quanto segue: “la temperatura del suolo alla base della testa del
collettore del Viking 2 raggiunse 273oK (0oC, il punto di fusione del
ghiaccio d’acqua), alle 14:21 ore locale del Lander, nel SOL 41”.
La descrizione prosegue spiegando che la temperatura rimase per
parecchi minuti ferma a quel valore prima di poter ulteriormente salire.
Questa precisazione serve al professor Levin per dimostrare che fosse in
atto un processo di fusione del ghiaccio d’acqua.
Osservando però il grafico con i dati riportati dal professor Tillman
(grafico blu in alto a destra) ci accorgiamo subito che l’evento sembra
realmente accaduto ma a -36oC invece che a 0oC.
Chi dei due ha ragione?
Questo grafico riporta le misurazioni del Viking 2 (puntini neri) con il
grafico calcolato delle temperature massime teoriche raggiungibili dal
suolo con le stesse caratteristiche del luogo di atterraggio del Viking
Lander 2 (linea blu) e di una superficie di neve fresca alle stesse
condizioni di illuminazione (linea rossa).
In teoria i puntini neri avrebbero dovuto lambire la linea blu almeno
durante il periodo estivo, salvo staccarsi leggermente in direzione della
linea rossa durante il periodo invernale a causa della presenza di
ghiaccio.
Si nota invece come la fascia dei puntini neri sia ben lontana dal limite
della linea blu.
Proviamo a considerare le affermazioni di Levin come attendibili: ci
dovremmo trovare di fronte ad un errore sistematico di -36oC!
Come il grafico precedente con in più riportate le posizioni del SOL 41,
366 e 961 con le relative immagini.
E inoltre riportato (in azzurro) il periodo corrispondente alla presenza di
ghiaccio riportato dalla NASA. Com’è possibile notare le due immagini
sono state scattate posteriormente al minimo di temperatura. È da
presumere che la presenza del ghiaccio sia cominciata molto prima,
probabilmente intorno a 210o di longitudine solare.
Grafico della pressione di vapore dell’acqua ingrandito per chiarezza in
due diversi punti. Questi grafici esprimono anche la quantità massima
d’acqua che l’atmosfera marziano può contenere a secondo della
temperatura.
Volendo calcolare la quantità d’acqua precipitabile al suolo, bisogna fare
la differenza tra la temperatura di partenza della massa satura e della
temperatura di arrivo dopo il raffreddamento.
Secondo varie fonti il contenuto medio dell’atmosfera marziana dovrebbe
aggirarsi intorno a 30 micrometri che corrisponde ad una temperatura di
condensazione di -73oC. Se noi per esempio passassimo da questa
temperatura a circa -93 dovremmo aspettarci un precipitato di 29
micrometri d’acqua corrispondenti a 290 micrometri di neve fresca.
È altrettanto evidente che se la condensazione partisse invece da -100o
la quantità totale d’acqua contenuta sarebbe nettamente inferiore,
dell’ordine di pochi decimi di micrometro.
Dettaglio del SOL 961. Qui mancano i dati diretti, desumibili però dai SOL
dello stesso periodo. Qui l’oscillazione è presumibilmente tra i -98oC di
massima e -118oC di minima. Correggendo questi valori si ottiene
un’oscillazione tra -62oC e -82oC, con uno spazio di deposizione che
occupa quasi metà del tempo giornaliero da -73oC a -82oC
corrispondenti ad un precipitato di circa 23 micrometri d’acqua ovvero
230 micrometri di neve.
I dati corretti sembrano quindi più verosimili alle condizioni di accumulo
di neve che si osservano nell’immagine del SOL 961.
Riassumendo tutti questi elementi in un’unica immagine possiamo
provare a considerare l’effetto di uno spostamento sistematico effettivo di
tutti i dati della temperatura di circa -36oC.
In effetti dai dati grezzi il ghiaccio comincia a formarsi a temperature
inferiori a -108°C. Come abbiamo visto dalla tabella precedente, se la
condensazione cominciasse effettivamente a questa temperatura, la
quantità precipitabile d’acqua sarebbe ridicolamente insufficiente a
giustificare i depositi osservati, ma se noi aggiungiamo i famosi 36°
otteniamo un risultato molto diverso.
Come si può verificare dai diagrammi precedenti a -72°C abbiamo un
precipitato massimo di circa 34 micrometri corrispondenti a 340
micrometri di precipitato massimo di neve, valore molto più accettabile
tanto più considerando il fatto che la deposizione è cominciata almeno
da 120 SOLs.
Sovrapponendo i dati del Viking corretti di 36oC (puntini neri) con le due
curve teoriche spiegate precedentemente, si osserva come la fascia dei
dati reali lambisca la linea blu per buona parte del periodo
primaverile-estivo, guarda caso tutto il periodo in cui la curva passa
sopra gli 0°C, quasi come se in realtà l’albedo della superficie
cominciasse a variare non appena superato il limite del congelamento
dell’acqua! Va peraltro sottolineato che il calcolo della linea blu non
includeva il calcolo dell’effetto serra causato dall’atmosfera, che da solo
dovrebbe aggiungere altri 10° - 20°C !
Dettaglio della temperatura del SOL 366 in cui si osserva un’oscillazione
da un minimo di -109.5°C ad un massimo di -81°C.
Correggendo questi valori di 36° otterremo un’oscillazione da -73.5°C a
-45°C con uno spazio di deposizione da -73.5°C a -73°C corrispondenti
a pochi micrometri d’acqua ovvero poche decine di mi°crometri di neve.
Questo è abbastanza corrispondente al fatto che lo strato di neve fosse
in fase di assottigliamento
in quanto lo spazio di tempo trascorso sopra i -73°C era oramai quasi la
totalità del tempo.
Diagramma di fase della CO2 per rapporto temperatura-pressione nel
range -140°C a -100°C riferito al congelamento del gas.
Diagramma di fase della CO2 per rapporto temperatura-pressione nel
range -100°C a -60°C riferito al congelamento del gas.