Gravità dimezzata

[Luca Scrittore]

Se il pianeta terra fosse stato più piccolo e la sua forza di gravità fosse stata solo la metà di quella attuale, la terra avrebbe lo stesso posseduto un'atmosfera abbastanza densa da permettere l'esistenza dei mari di acqua liquida?
E se invece la gravità del pianeta terra fosse stata il 75% di quella attuale?

[Red Hanuman]

Le tue domande non hanno una risposta semplice, perchè la composizione dell'atmosfera e la presenza di una idrosfera dipendono da molti fattori.

La massa ti consente di calcolare la velocità di fuga, e quindi ti dà una indicazione di quanto sia difficile per una certa molecola abbandonare il suo pianeta.

Ma la velocità della molecola può variare all'interno di una serie di valori che sono relazione alla temperatura in cui si trova il gas. All'interno del gas, le molecole non hanno la stessa velocità, e alcune potrebbero avere l'energia sufficiente per sfuggire dal loro pianeta.

Le molecole di un determinato gas, poi, non sono tutte uguali. Alcune potrebbero essere più pesanti o più leggere in relazione alla loro composizione isotopica. E' ovvio che le molecole più leggere avranno una maggiore propensione ad andarsene di quelle più pesanti, ed in tal modo varierà la composizione isotopica del gas.

Molto poi dipende dalla presenza o meno di una magnetosfera e dalla vicinanza o meno alla stella madre.

Oltre sulla temperatura, infatti, la vicinanza alla stella madre influisce sulla quantità di UV che giungono sul pianeta, i quali possono scindere molecole come quella dell'acqua, liberando ioni (H⁺ e O^--). A loro volta, gli ioni sono ovviamente più leggeri della molecola dall'acqua, e quindi possono allontanarsi più facilmente dal pianeta.

Il loro allontanamento, però, è frenato dalla magnetosfera, che può intrappolare al suo interno gli ioni, impedendone la fuga.



Per farla breve, prendiamo ad esempio Marte e Venere.

Marte ha una massa pari a circa un decimo di quella terrestre; mentre Venere ha una massa pari a poco più di 8 decimi di quella della Terra.

Le velocità di fuga de Venere, Terra e Marte sono rispettivamente 10,4, 11,2 e 5,04 km/sec.

Venere ha una imponente atmosfera, nonostante sia più vicino al Sole e molto più caldo della Terra. La mancanza di una magnetosfera e la radiazione UV del Sole hanno però causato la scomparsa dell'acqua, scissa ed espulsa nel corso dei millenni, nonostante che l'atmosfera sia molto densa (90 atm al suolo), il che avrebbe potuto in linea teorica preservare l'acqua.

Marte ha potuto mantenere una atmosfera simile alla nostra per qualche tempo, approfittando della temperatura più bassa. Ma la mancanza di una magnetosfera e la bassa velocità di fuga hanno fatto letteralmente "evaporare" l'atmosfera e l'acqua. L'idrogeno dell'acqua se ne è andato, e l'ossigeno si è fissato nel terreno, formando gli ossidi di ferro che gli danno il caratteristico colore rosso.

Una Terra più piccola quanto avrebbe influito sulla magnetosfera? Non possiamo saperlo, ma certamente un impatto ci sarebbe stato...