Chiarire la questione della polvere cosmica nell’aria polare

Il nostro sistema solare è un luogo pieno di polvere. Viaggiando lungo le loro orbite e vicino al sole, le comete iniziano ad evaporare lasciando dietro di sé una scia di polvere cosmica. Queste particelle di polvere in seguito entrano nell’atmosfera della Terra a velocità molto elevate, comprese tra i 40 000 e i 260 000 km/h, e qui entrano in collisione con le molecole di aria. Questa collisione causa allora il riscaldamento improvviso e una successiva fusione ed evaporazione delle particelle.

“Talvolta questa polvere è visibile come meteore, che è il caso delle particelle di polvere più grandi di 2 mm,” dice John Plane, a capo del progetto CODITA. “Ma la maggior parte della massa di polvere che entra nell’atmosfera è così piccola che può essere osservata solo usando appositi radar per meteoriti.” Inoltre, Plane afferma che anche se sappiamo che la polvere è là, vi sono poche indicazioni riguardo a quanta polvere cosmica entra nell’atmosfera terrestre, le stime variano tra 3 e 300 tonnellate al giorno, e a quale impatto essa produce.

Chiarire le cose

Il progetto CODITA sta lavorando per fare chiarezza sulla questione. Per riuscirci, il progetto ha lanciato due sistemi sperimentali di successo per studiare la chimica delle particelle e degli ioni metallici prodotti dalle meteore che evaporano. A detta di Plane, il primo sistema ha rilevato le particelle metalliche usando un reattore con tubo di flusso, accoppiato con uno spettrometro di massa a tempo di volo. Il sistema utilizza una radiazione laser pulsata per ionizzare delicatamente le molecole metalliche. “Per la prima volta siamo stati in grado di studiare con successo le reazioni di queste specie metalliche come idrossidi e ossidi di metalli, che si erano dimostrati impossibili da rilevare con altri metodi,” dice Plane.

Anche il secondo esperimento ha usato un tubo di flusso, questa volta con una fonte di plasma e accoppiato con uno spettrometro di massa a quadrupolo. “Con questo sistema noi siamo in grado di studiare la ricombinazione dissociativa di ioni contenenti metalli con elettroni, che è la strada principale per la neutralizzazione degli ioni che si trovano nell’atmosfera superiore,” aggiunge Plane.

Un bidone della spazzatura polare

Questi esperimenti, combinati con un modello astronomico dell’evoluzione della polvere nel sistema solare e con misurazioni radar ad alte prestazioni, mostrano che circa 40 tonnellate di polvere cosmica entrano nell’atmosfera della Terra ogni giorno.

Ma allora che fare? Di certo può sembrare che la nostra atmosfera abbia bisogno di una buona spolverata, ma qual è l’effetto? Secondo il progetto CODITA, l’effetto è notevole: “I metalli che vengono fatti entrare nell’atmosfera dalle particelle di polvere che evaporano sono la causa diretta o indiretta di una gamma di fenomeni,” dice Plane.

Ad esempio, i metalli si condensano in una polvere molto sottile conosciuta come fumo meteorico, che ha un ruolo nella formazione delle nubi nottilucenti. Queste nubi di ghiaccio si verificano nelle regioni polari all’altezza di 82 km durante i mesi estivi. “Le nubi apparvero per la prima volta nel 1886, e il fatto che si verifichino sempre più spesso sembra essere il segnale del cambiamento climatico nell’atmosfera intermedia, dove il vapore acqueo sta aumentando e le temperature stanno calando a causa di maggiori livelli di gas a effetto serra, ovvero il contrario di quanto accade nell’atmosfera più bassa,” dice Plane. “Il fumo meteorico influisce anche sulle nubi stratosferiche polari che causano la riduzione dello strato di ozono, e il deposito del ferro cosmico nell’oceano meridionale fornisce una sostanza nutriente fondamentale per il plancton, che estrae l’anidride carbonica dall’atmosfera.”

Adesso, grazie al lavoro svolto dal progetto CODITA, è possibile modellare gli effetti della polvere cosmica su una base solida, a partire dal sistema solare esterno fino a giungere sulla superficie della Terra. Ma i propositi del progetto non si limitano alla Terra. Per meglio comprendere gli effetti della polvere cosmica sull’atmosfera del pianeta, il progetto studia anche gli impatti del fumo meteorico in altri corpi del sistema solare, inclusa la chimica ad alte temperature su Venere, la formazione delle nubi nottilucenti su Marte e la produzione di benzene su Titano.

Per maggiori informazioni, consultare:
Sito web del progetto