Un nuovo studio condotto da una dottoranda dell’Università dell’Alabama a Huntsville (UAH), parte del sistema universitario dell’Alabama, suggerisce che le tempeste di polvere globali su Marte potrebbero organizzare l’atmosfera marziana in regioni favorevoli all’attività elettrica, aumentando il potenziale di scariche elettrostatiche che potrebbero compromettere le missioni sul Pianeta Rosso, interferendo con i dispositivi elettronici, causando archi elettrici tra superfici conduttive e danneggiando strumenti scientifici e sistemi spaziali esposti. La ricerca, condotta da Chali Idosa Uga, dottorando al terzo anno presso il Dipartimento di Scienze Spaziali dell’UAH, è stata pubblicata su The Planetary Science Journal.
Lo studio si concentra sulla tempesta di polvere globale dell’anno marziano 34, un evento che ha interessato l’intero pianeta e si è verificato su Marte nel 2018. Si tratta di uno degli eventi meteorologici marziani meglio studiati, poiché è stato osservato simultaneamente da diverse sonde orbitali e rover. La ricerca di Uga si è concentrata sulla possibilità che tali eventi possano creare condizioni in cui i campi elettrici si accumulino fino a raggiungere livelli favorevoli alla scarica elettrica in regioni localizzate della bassa atmosfera. Il ricercatore è stato supervisionato dal Dott. Gary Zank, direttore del Center for Space Plasma and Aeronomic Research (CSPAR) dell’UAH, e dal Dott. Dennis Gallagher del NASA Marshall Space Flight Center.
“Su Marte non ci sono temporali nel senso terrestre del termine, ma si verificano intense tempeste di polvere in una sottile atmosfera di anidride carbonica“, spiega Uga. “Durante tali eventi, la polvere viene sollevata, trasportata e mescolata attraverso la bassa atmosfera, creando condizioni in cui le collisioni tra i granelli possono separare la carica elettrica, mentre l’atmosfera debolmente conduttiva può permettere a tale carica di persistere”.
Polvere elettrificata come rischio per le missioni
Lo studio evidenzia anche le potenziali implicazioni per le future missioni su Marte, che potrebbero dover tenere conto degli ambienti elettrostatici durante le tempeste di polvere. “Per le future esplorazioni di Marte, il nostro studio suggerisce che le grandi tempeste di polvere dovrebbero essere valutate non solo come pericoli atmosferici, termici e di visibilità, ma anche come ambienti elettrostatici strutturati”, osserva Uga. “Non quantifichiamo il rischio per una specifica sonda spaziale, habitat, strumento o sistema di comunicazione. Ciò che dimostriamo è che durante la tempesta di polvere globale dell’anno marziano 34, la bassa atmosfera ha sviluppato regioni localizzate e dipendenti dall’altitudine in cui la separazione di carica poteva persistere e i campi elettrici simulati si sono avvicinati a condizioni favorevoli alla scarica elettrica”.
“Condizioni favorevoli alla scarica elettrica” significa che il campo elettrico nell’atmosfera è diventato sufficientemente forte da avvicinarsi al punto in cui potrebbe verificarsi una scarica elettrica (come una scintilla o un fulmine). Uga sottolinea che la ricerca non mirava a rivendicare la rilevazione di fulmini su Marte, ma piuttosto a comprendere le condizioni fisiche che potrebbero consentire l’emergere di processi elettrici. “La tempesta di polvere globale dell’anno marziano 34 ha offerto un’opportunità eccezionale per esaminare questo problema in un contesto planetario realistico”, afferma il ricercatore. “Piuttosto che chiedermi semplicemente se su Marte si generano fulmini, volevo affrontare una questione più precisa e scientificamente utile: quando e dove una tempesta di polvere globale crea le condizioni atmosferiche necessarie per forti campi elettrici e possibili scariche elettriche?”.
Effetti sull’abitabilità
Lo studio ha implicazioni sul modo in cui gli scienziati concepiscono la chimica e l’abitabilità di Marte. “Se si verificano scariche elettriche in tali regioni, potrebbero alterare l’ambiente di reazione locale dell’atmosfera marziana ricca di polvere e anidride carbonica”, afferma il ricercatore. “Questo è importante perché lo stato chimico dell’atmosfera superficiale influenza il modo in cui interpretiamo gli ossidanti, la chimica legata al perclorato e la conservazione delle molecole organiche, aspetti chiave nella valutazione dell’abitabilità”.
Uga ha aggiunto che gli effetti elettrostatici potrebbero influenzare il modo in cui la polvere interagisce con i sistemi e gli strumenti delle sonde spaziali. “Questo risultato è importante per le operazioni di superficie perché la carica elettrostatica può modificare il modo in cui la polvere interagisce con i sistemi di missione esposti. In condizioni di tempesta intensa, la polvere carica può comportarsi non solo come un contaminante meccanico, ma anche come parte dell’ambiente elettrico vicino alla superficie, influenzando l’adesione della polvere ai materiali, la deposizione della polvere su superfici sensibili, la stabilità degli strumenti e l’accumulo di carica”.
Dai modelli ai test su Marte
Le scoperte di Uga sono state riconosciute alla conferenza CEDAR (Coupling, Energetics and Dynamics of Atmospheric Regions) della National Science Foundation del 2026 a Des Moines, nell’Iowa, un evento che riunisce ricercatori che studiano l’atmosfera superiore terrestre, la ionosfera, la termosfera e le loro interazioni con le condizioni meteorologiche spaziali. La presentazione del dottorando ha ricevuto una menzione d’onore.
Guardando al futuro, Uga afferma che il prossimo passo sarà quello di collegare le previsioni dei modelli con il lavoro di laboratorio e le future osservazioni di Marte. “Il futuro di questa ricerca consiste nel passare dalla diagnosi delle aree in cui le tempeste di polvere marziane diventano elettricamente favorevoli alla verifica se tali condizioni producono effetti elettrici misurabili nell’atmosfera reale. Il nostro studio fornisce un quadro di riferimento basato sulla fisica che collega la concentrazione di polvere, la struttura atmosferica, la turbolenza, la conduttività, il rilassamento della carica e la probabilità di scarica durante una tempesta di polvere globale. Il passo successivo sarà quello di rafforzare questo quadro di riferimento con esperimenti di laboratorio, modelli atmosferici-elettrici migliorati e future osservazioni di missione in grado di verificare se le regioni elettricamente favorevoli previste dal modello corrispondono a segnali rilevabili”, ha concluso Uga.