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Climatologia e meteorologia del sistema solare (parte seconda)

Giove, Saturno, Urano e Nettuno

Editoriali - 10 Ottobre 2001, ore 11.05

Giove Giove possiede caratteristiche complesse e peculiari che da una parte (forte emissione di onde radio, intensa magnetosfera, grande massa e quindi elevata temperatura interna) lo fanno considerare come un “piccolo sole”, dall’altro (presenza e disposizione di cellule di Hadley) evidenzia strutture simili a quelle terrestri. Si è perciò scelto di darne una trattazione particolareggiata. Giove è il maggiore pianeta del Sistema Solare, dista dal Sole, in media, circa 775 milioni di km. Il suo volume e la sua massa sono rispettivamente 1318 e 318 volte quelli della Terra. Poiché l'inclinazione dell'equatore sul piano dell'orbita è appena di 3º, vi sono solo piccole differenze tra la durata del giorno e della notte e la differenziazione tra le stagioni è molto contenuta. A causa della sua grande massa la temperatura interna si aggira sui 500000 ºC (interno della Terra, circa 5000 ºC). Su Giove hanno notevole importanza le cellule di Hadley e si hanno numerose correnti a getto che si muovono nel senso della rotazione come in senso contrario. L’atmosfera, come per Saturno, costituisce una parte importante rispetto alla massa complessiva. L’atmosfera è quasi liquida ed è composta in prevalenza di idrogeno, elio, ammoniaca e metano con temperatura alla superficie di circa -130 ºC. L’acqua rilevata nell'atmosfera è di molto inferiore a quella ipotizzata ed è circa uguale a quella presente sul Sole. I venti si presentano intensi e soffiano, nella zona equatoriale anche a più di 550 km/h . L’energia che governa la circolazione atmosferica gioviana proviene dall'interno del pianeta e non come per Venere, Terra e Marte dalla radiazione solare esterna. Su Giove si è riscontrata la presenza di fulmini, anche se in numero decisamente inferiore (circa un decimo di quelli che si hanno sulla Terra). La pressione, alla profondità di 600 km, registrata da sonde spaziali, risulta essere pari a 22 volte quella presente sulla Terra a livello del mare. Sono stati messi in evidenza immensi vortici turbolenti, strati di convezione, instabilità di vario tipo e di intensità con dimensioni anche maggiori di 100 km. La superficie dell'atmosfera è costituita sia da bande di nubi in rapido movimento sia da regioni di maggiore stabilità. La superficie di Giove, o meglio la sua alta atmosfera, dato che solo questa si può osservare, è caratterizzata dalla presenza di nubi variamente colorate e disposte secondo bande parallele all'equatore, tranne che nelle regioni polari. Quelle più chiare costituite da gas caldi ascendenti e definite zone, si alternano con quelle più scure e rossastre di gas freddi discendenti, definite fasce. Mentre nei pianeti terrestri l’atmosfera contribuisce in modo trascurabile alla loro massa, su Giove e sugli altri pianeti giganti essa è molto più estesa. Le dense nubi di Giove sono dunque immerse in un'atmosfera che si calcola costituita per l'88% di idrogeno molecolare, per l'11% di elio e per il resto di metano, ammoniaca, acqua, anidride carbonica e altre sostanze: un'atmosfera simile a quella che la Terra possedeva durante i primi 100 milioni di anni della sua esistenza. Sono proprio questi elementi residui, come lo zolfo, che, combinato con gli atomi di idrogeno, tingono le nubi di colore che virano dal rosso all'arancione, al marrone, al giallo, al verde, al blu, con tutte le loro sfumature. Le temperature interne del pianeta generano potenti correnti convettive che rimescolano in continuazione le nubi è che inoltre, per la rapida rotazione di Giove, distendono le nubi in fasce e zone intorno al pianeta. Le nubi inizialmente rosse o marroni o blu formatesi a una certa profondità e temperatura, subiscano così altre trasformazioni chimiche, cangiando verso bianco e verso altri colori ad alte latitudini e altezze. La fascia tropicale settentrionale è di solito più appariscente di quella simmetrica meridionale che, tuttavia, è spesso doppia e non di rado scura, sebbene nel 1988 e forse anche nel secolo scorso, entrambe si presentassero quasi uguali. Qualche squarcio nella coltre di nubi della regione a bassa pressione, con macchie ovali e scure, permettono a volte di intravedere, e di dedurre dall'immagine spettroscopica l'aspetto di strati atmosferici più profondi. Se si potesse osservare Giove da una posizione posta al confine tra la stratosfera e la troposfera, ci si renderebbe conto che tutta l'attività meteorologica come sulla Terra si svolge sotto la stratosfera gioviana. Avvicinandosi al livello delle nubi più alte, dove la temperatura si gira sui 130-150 gradi sottozero e la pressione è circa di 50 millibar, cioè 5/100 di atmosfera, il cielo è probabilmente di colore blu a causa della luce solare diffusa. Ma poi tra i 30 chilometri ed i 60 km.sotto il confine tra stratosfera e troposfera si individua un primo strato di nubi rosse e bianche e cariche di fiocchi di neve di ammoniaca, seguite, più basso, da uno strato di nubi marroni di cristalli di solfato di ammonio. Infine, a circa 90 km dalla ionosfera, si estende un terzo strato di nubi bluastre composte di gocce d'acqua e fiocchi di neve ghiacciata. Non è improbabile che in questi strati si trovino oltre polimeri inorganici, anche molecole organiche è addirittura organismi viventi molto primitivi, al quale non mancherebbe né luce e calore. A questo proposito, basterebbe che la turbolenza atmosferica di quelle regioni non fosse eccessiva. In realtà, come si accennato, potenti correnti di gas caldo e salgono dall'interno, si raffreddano raggiungendo il tetto di nubi più elevato per poi riversarsi nelle adiacenti cinture di bassa pressione. A causa della rapida rotazione del pianeta, forti venti alisei e correnti a getto soffiano tra le fasce e le zone, avvolgendo l'intero pianeta di fenomeni ciclonici ed anticicloni associati alle alte e le basse pressioni. Le prime caratterizzano le zone, le seconde le fasce all'e latitudini più elevate, questo andamento ordinato di regioni ad alta e bassa pressione si interrompe causando la formazione di caotici uragani. Ma al contrario che sulla Terra, le temperature polari di Giove sono praticamente uguali a quelle tropicali. Dagli anni sessanta si sa che Giove irradia una quantità di energia due volte e mezzo superiore a quella ricevuta dal Sole. È possibile che questo eccesso di energia derivi da quella prodotta durante la formazione del pianeta e che seguita a essere irradiate. Un'altra ipotesi, anche se meno probabile, potrebbe esser quella della lenta e continua contrazione del pianeta che, in tal modo, disperde calore all’esterno. La generazione di calore qualunque ne sia l'origine non solo dà luogo a fenomeni convettivi, al trasferimento di materiale colorati alle nubi più alte, a turbini e vortici atmosferici ma anche uragani come la grande macchia rossa che torreggia sulle nubi circostanti e che persiste da almeno tre secoli. Il suo colore varia dal rosso mattone a rosa verdastro e il suo diametro è paragonabile a quello della Terra. Piccole nubi circostanti vengono risucchiate e lacerate nel giro di qualche ora; altre, seguendo itinerari più periferici, vengono poi sospinte in zone adiacenti. Una particolare caratteristica della superficie del pianeta è costituita dalla “macchia rossa” presente nell'emisfero australe, di forma ellittica, larga 10000 e lunga 40000 km. La grande macchia rossa, fenomeno meteorologico simile a un enorme uragano, è un centro di alta pressione intorno a cui ruotano venti anticiclonici. Questo enorme vortice ruota con un periodo di circa 12 giorni; per dissipazione di parte della sua energia è destinato a estinguersi probabilmente tra qualche secolo. La grande macchia rossa si muove verso ovest e verso est alla velocità di un metro al secondo rispetto alle altre strutture, ma non si sposta mai verso nord o verso sud: così essa ha compiuto già diverse volte il giro del pianeta. Esistono altre macchie simili, anche se non così persistenti, ma pur sempre espressione di tempeste e cicloni e allora hanno un aspetto più scuro, e anticicloni, di aspetto più chiaro. La loro generazione avviene ai confini delle correnti a getto che si muovono in opposte direzioni attorno a Giove. Alimentati dalle grandi correnti di gas caldi ascensionali si formano immensi cumulo-nembi, per cui la grande macchia rossa si trasforma in un ambiente infernale percorso da scariche elettriche. Saturno Saturno è come massa il secondo pianeta del sistema solare. Dista dal Sole, in media, circa 1428 milioni di km; il volume e la massa sono circa 730 e 95 volte quelli della Terra.. La sua densità media di 0,68 è la minore tra quelle dei pianeti del Sistema Solare. Il pianeta, di colore giallastro, è circondato da una densa atmosfera analoga a quella di Giove ma meno turbolenta perché più fredda; le nubi più profonde sono offuscate da una persistente nebbia di ammoniaca che vela il sistema di zone e fasce sottostanti facendole apparire assai meno contrastate di quelle di Giove. Poichè non si può dire con certezza dove sia situata la superficie di Saturno, e se si possa veramente parlare di una superficie, per convenzione si considera come altezza zero quella in cui la temperatura inverte il suo andamento. Questo punto di inversione esiste anche nell'atmosfera terrestre, a circa 30 km di altitudine nella stratosfera, dove si trova lo strato di ozono e l'inversione è dovuta proprio all'assorbimento da parte di quest'ultimo della radiazione ultravioletta solare. Nell’atmosfera di Saturno si ha un fenomeno analogo dove però il gas responsabile è il metano. Ad altezze sotto lo zero fissato come riferimento, la temperatura cresce verso il basso da circa –173° C a circa 27° C a una profondità di 300 Km. Sopra lo zero di riferimento, la temperatura riprende a crescere fino a raggiungere 200 km più in alto i –125° C. La pressione varia da circa 1/10 di atmosfera ad altezza zero a circa 10 atmosfere alla profondità di circa 300 km e circa 1/1000 all'altezza di 200 km. L'atmosfera è composta di idrogeno molecolare per il 96,3%, di elio per il 3,3% e di metano per lo 0,4 %. La temperatura di Saturno non è sufficientemente fredda per permettere la condensazione del metano. Invece dove la pressione raggiunge circa una atmosfera, l'ammoniaca si può condensare e possono così spiegare delle macchie biancastre osservate. La crescita verso l'alto della temperatura al di sopra del livello zero di riferimento è causata, come abbiamo accennato, dall'assorbimento della luce solare da parte del gas metano e anche dalle nebbie di idrocarburi. Invece sotto il livello di riferimento l’aumento di temperatura verso il basso è garantito dal calore interno del pianeta stesso. Infatti, Saturno, come Giove, irraggia una quantità di energia nell'infrarosso doppia di quella ricevuta dal Sole. Non è chiaro in cosa consista questa fonte, ma si ritiene abbia origine dalla separazione dell’idrogeno e dell’elio interni. L’elio più pesante, sprofonderebbe liberando calore come conseguenza della sua compressione. Il calore così liberato, verrebbe portato livello corrispondente all'altezza zero di riferimento da cui potrebbe sfuggire liberamente nello spazio. Il trasporto del calore avverrebbe per convezione, cioè mediante una cellula di Hadley. Una delle differenze tra l’aspetto di Giove e quello di Saturno, è la scarsa presenza nell'atmosfera di quest'ultimo di distinti sistemi di nubi. Ciò è dovuto probabilmente alle minori temperature e alla minore gravità, per cui le nubi si formano a maggiore profondità e sono in parte velate da una nebbia di idrocarburi che rende ancora più sfumati e i colori delle fasce di Saturno. La circolazione atmosferica, su Saturno come su Giove, è governata da cause diverse da quelle che agiscono sulla Terra. La differenza di temperatura fra poli di equatore è molto piccola di circa 5° C. Sulla Terra al contrario la forte differenze fra la temperatura ai poli e all'equatore è uno dei motori della meteorologia. Inoltre come gia ripetuto, la sorgente di calore che alimenta il sistema meteo-climatico sulla Terra è la radiazione solare mentre su Saturno come per Giove è probabilmente più importante la fonte di calore interno. Infine la rapida rotazione dei due pianeti giganti ha notevole influenza nel determinare la dinamica delle loro atmosfere. A parte queste differenze molte delle caratteristiche osservabili sulla superficie di Saturno sono analoghe a fenomeni meteorologici terrestri, come le formazioni cicloni e di anticicloni. Le sonde americane Voyager hanno permesso di misurare la velocità dei venti sul pianeta: la velocità massima si registra all'equatore con quasi 1800 km/h e con direzione verso est. Vi sono poi venti zonali a latitudine di 30, 50, 60 gradi di latitudine nord con velocità intorno ai 550 km/h infine soffiano venti diretti verso est a circa 40, 58, e 70 gradi di latitudine nord e sud, che, come per Giove, indicano regioni di instabilità. Un fatto strano è la quasi perfetta simmetria nelle distribuzione dei venti nei due emisferi nonostante l’equatore del pianeta si inclinato di 27 gradi rispetto al piano dell'orbita; ciò dovrebbe determinare un effetto stagionale diverso nei due emisferi. Questo dato sta a dimostrare che la radiazione solare, alla distanza di Saturno dal Sole, è troppo debole per influenzare i moti dei venti e la causa si deve cercare nel calore interno del pianeta. Come si diceva il contrasto cromatico su Saturno risulta minore che sul Giove: nonostante questo è possibile notare macchie ovali, che come la grande macchia rossa di Giove, possono avere uba persistenza di anni o addirittura di secoli. Nell'emisfero settentrionale a 27 gradi di latitudine nord si osserva una macchia che si trova ad una altezza superiore delle nubi circostanti. A 42 gradi di latitudine nord si osservano tre macchie di colore bruno-marrone.; la più estesa ha dimensioni di 5000 x 3300 km. La più grande macchia ovale stabile, chiamata grande Berta situata a 72 gradi di latitudine misura 10000 x 6000 km. Nelle regioni polari settentrionali sono stati osservati fenomeni ciclonici che probabilmente trovano la loro sorgente di energia nel calore latente liberato dalla condensazione in ghiaccio dell'acqua sotto lo strato visibile delle nubi di ammoniaca. I moti delle nubi verso l'alto sono influenzati dal calore interno del pianeta. A quote sufficientemente elevate l'ammoniaca si liquefa e ridiscende sotto forma di precipitazione. Si stabilisce così un ciclo di correnti che prolunga la vita delle nubi. Un'altra grande macchia di colore rossastro chiamata macchia di Anna si trova a 55 gradi di latitudine sud.; essa misura 5000 x 3000 km. Osservata da Voyager 2 nell'agosto del 1970. Questa macchia fu vista di nuovo nel settembre del 1981. Il suo colore sembra sia dovuto alla presenza di fosforo. Infatti, le nubi di Saturno contengono una grande quantità di fosfina (una molecola composta di un atomo di fosforo e tre atomi di idrogeno) da cui il fosforo si libera per processi fotochimici. La sua somiglianza con la più estesa grande macchia rossa di Giove fa ritenere che queste formazioni costituiscano una caratteristica comune delle atmosfere dei pianeti giganti. Anche nell'atmosfera terrestre si formano dei vortici persistenti (durata da qualche mese e qualche anno), generalmente connessi a formazioni montuose, oppure alla discontinuità fra la terra e gli oceani. Su Saturno e su Giove invece non esistono né montagne né oceani. L espiegazioni che vengono fornite sono di due tipi: un’onda solitaria consistente in una perturbazione che ha una sola cresta, al contrario delle onde sonore o di quelle del mare dove si alternano più massimi e minimi, oppure si pensa ad un sistema molto più profondo e stabile lungo la verticale il che lo rende capace di sopravvivere anche a forti perturbazioni. Una delle caratteristiche note fino dalle prime osservazioni telescopiche di Giove e di Saturno è la presenza delle fasce parallele all'equatore e delle macchie ovali di colori diversi. La colorazione dipende dalle proprietà delle sostanze presenti nell'atmosfera e dal modo in cui la luce solare eccita e dissocia le molecole atmosferiche. Gli strati di nubi biancastre sono le più alte e il loro colore è dovuta alle molecole di ammoniaca;. Un po’ più in basso la colorazione bruna è dovuta alla presenza di composti solforati di ammoniaca ed ad altezze ancora inferiori, compaiono ancora nubi azzurro chiaro per presenza di acqua. Un’altra interessante struttura, individuata per via telescopica nel 1980 e nel 1990, è costituita da una enorme formazione bianca che si allunga all'incirca sull’equatore e che abbraccia quasi l'intero emisfero. Il colore del sistema nuvoloso fa pensare che il costituente principale sia l’ammoniaca. Nel corso della sua evoluzione ha raggiunto quasi i 380000 km, cioè la circonferenza di Saturno. Si pensa che tale struttura possa essere il risultato di un evento meteorologico raro, la cui causa è sconosciuta, ma potrebbe anche trattarsi di una configurazione stabile, di solito occultata dalle nebbie di idrocarburi e dalle nubi di ammoniaca. Un’altra possibile spiegazione sta nel fatto che nell'alta atmosfera potrebbe essere iniettata una massiccia quantità di gas contenente vapore acqueo e ammoniaca proveniente dalle zone più calde e profonde. Giunto alla sommità dell'atmosfera il gas si raffredderebbe, formando sottili cristalli di ghiaccio di colore bianco. Un’ultima notazione riguarda la presenza di una corrente a getto che si colloca fra i 35 gradi sud ed i 35 gradi nord di latitudine. Urano Urano dista dal Sole in media 2870 milioni di km; il volume e la massa sono rispettivamente 50 e 14,6 volte quelli della Terra. La superficie striata da bande, analogamente a Giove e Saturno, sembra derivare dalla composizione di una densa atmosfera ricca di metano, idrogeno ed elio. Si stima che lo spessore della coltre di metano sia molto superiore a quella di Giove e Saturno, mentre risulta inferiore la percentuale di ammoniaca probabilmente presente allo stato solido data la bassa temperatura che si reputa intorno ai ­170 °C. L'atmosfera è molto estesa e si valuta che rappresenti il 30% (7700 km circa) del raggio del pianeta. Essa sovrasta un oceano di acqua, ammoniaca e metano a pressione e temperatura molto elevate, rispettivamente di 200 atmosfere e 2230 ° C. La temperatura atmosferica diminuisce con l'altezza fino a raggiungere un minimo di circa –215° C per rimanere poi quasi costante. Data la difficoltà di stabilire dove ha inizio la superficie di Urano, si assume come punto di riferimento quello al cui livello si misura la temperatura minima. Venticinque chilometri al sotto di questo la temperatura atmosferica è di –173° C e la pressione è di quasi due atmosfere, mentre 25 km al di sopra, la temperature di –215° C, la stessa riscontrata nel punto di riferimento. A quell'altezza la pressione è diminuita da circa una atmosfera a 0, 2 atmosfere. A 175 km sotto il livello di riferimento la temperatura è ancora di –215° C e la pressione è circa un millesimo di atmosfera. A 200 km di altezza la temperatura sale fino –150° C e la pressione è di mezzo millesimo di atmosfera. Alla quota di riferimento si formano nubi di metano mentre 100 km più sopra si formano nebbie di idrocarburi. Si pensa che al di sotto della quota di riferimento si formino nubi di ammoniaca e acqua. Le osservazioni della sonda Voyager 2 hanno permesso di determinare le variazioni dei venti e delle temperature rispetto alla latitudine. Data la grande distanza dal Sole e quindi la scarsa quantità di radiazione ricevuta, la temperatura varia pochissimo con la latitudine. Comunque, a causa dell'inclinazione dell'asse di rotazione rispetto all'eclittica, i poli di Urano ricevono una quantità di luce solare superiore a quella che giunge sull’equatore e la loro temperatura è più elevata di circa 7° C. Dal moto delle nubi si può determinare la velocità e la latitudine dei venti, così come avviene per Giove e Saturno. Tuttavia, su Urano si osserva un numero molto limitato di formazione nuvolose. Si può dire che i venti soffiano nelle direzioni dei paralleli; alle latitudini medie hanno velocità prossime ai 650 km/h nella direzione di rotazione, mentre a latitudini inferiori soffiano in senso opposto a quelle della rotazione, con velocità fino a 360 km/h. Come si diceva, Urano è l'unico pianeta in cui i poli hanno una insolazione maggiore rispetto all'equatore. Si credeva perciò che questa caratteristica astronomica influenzasse in modo determinante lo schema di circolazione di venti. Ci si aspettava perciò che su Nettuno, pianeta gemello di Urano, ma il cui equatore è inclinato di circa 29 gradi sull’eclittica si riscontrasse un regime dei venti sostanzialmente diverso. Il regime anemologico sui due pianeti è invece quasi identico: questo è sicuramente sorprendente. L'atmosfera ha mostrato a distanza di alcuni anni dei mutamenti inattesi, come la comparsa di uno strato nebbioso al di sopra della regione polare e di alcune formazioni nuvolose brillanti che hanno permesso di studiare la rotazione del pianeta e la velocità delle correnti atmosferiche. Nettuno Nettuno dista dal Sole 4500 milioni circa di km; il volume e la massa sono rispettivamente 60 e 17,2 volte quelli terrestri. Il metano che assorbe la luce rossa è responsabile della colorazione verde-azzurra del pianeta, soprannominato pianeta blu. L'atmosfera di Nettuno è assai simile a quella di Urano. Anche i valori della temperatura della pressione ai vari livelli, sopra e sotto quello di riferimento assunto come quella in cui la temperatura cessa di diminuirne, sono gli stessi. L'unica differenza si registra a circa 125 km sotto il livello di riferimento. A questa quota la temperatura di Urano rimane costante, mentre quella di Nettuno riprende a salire e raggiunge – 123° C a un'altezza di 250 km sotto il livello di riferimento, dove la pressione di circa 1/1000 di atmosfera. Anche la composizione chimica e circa la stessa: 80% di vapore acqueo ed elio in quantità inferiore al 20%, metano, acqua e anidride carbonica che si condensano a formare nubi e pioggia. L'atmosfera di Nettuno contiene due strati di nubi a diverse altezze e composizione. A 80 km sotto il livello di riferimento dove la temperatura è di –143° C e la pressione di 3 atmosfere, si estende uno strato di nubi di ammoniaca e solfuro di idrogeno; 40 km più in alto, alla pressione di circa una atmosfera, si incontra uno strato di nubi di metano. Ad altezze ancora maggiori, dove la pressione è compresa fra 1/100 e qualche millesimo di atmosfera, si trovano tenui nebbie di idrocarburi, originatesi dalla dissociazione del metano per effetto fotochimico. Gli idrocarburi si addensano formando nuclei di maggiori dimensioni che precipitano nelle zone più calde dell'atmosfera dove si combinano con l'idrogeno riformando metano. Quest'ultimo viene nuovamente trascinato in alto da correnti ascendenti formando nubi colonnari, ricominciando il ciclo. In fortunate circostanze è stato possibile vedere la struttura a strati delle nubi. Particolari tecniche di fotografia, immagini a diverse lunghezze d’onda dall’infrarosso all’ultravioletto, hanno poi confermato la stratificazione delle nubi su Nettuno. L'atmosfera di Nettuno e molto più dinamica di quella di Urano. La sonda Voyager 2 ha misurato venti di quasi 2200 km/h diretti verso ovest cioè in senso opposto a quello di rotazione del pianeta. Questi venti rappresentano i più intensi mai misurati sui pianeti del Sistema Solare. La domanda che ci si pone è dove sia possibile ricavare tanta energia, visto che l’apporto del Sole risulta modesto (circa 1/900 della costante solare che arriva alla Terra). Forse la fonte energetica primaria è costituita dal calore interno del pianeta, che invece manca su Urano. Infatti poiché l'energia che scaturisce dall'interno di Nettuno è superiore a quella ricevuta dal Sole nell'atmosfera si formano intense cellule di Hadley (correnti calde ascendenti e correnti fredde discendenti grazie al trasferimento di calore interno verso l'atmosfera). Anche Nettuno possiede estese macchie ovali. Sono aree cicloniche gigantesche, la maggiore delle quali è stata chiamata grande macchia scura ed è grande quanto la Terra. Questa impiega circa 18 ore a compiere una rotazione completa, circa due ore in più di Nettuno, spostandosi quindi verso ovest, spinta dai venti intensi di cui sopra. Sopra queste enorme turbine di gas manca lo strato di nubi di metano, che generalmente ricoprono quasi tutta la superficie del pianeta. È quindi possibile osservarla proprio grazie alla mancanza di nubi di metano. Circa 50 km al di sopra si formano e si dissolvono continuamente nubi simili a cirri. Infatti, quando l'atmosfera ricca di metano e costretta ad innalzarsi a causa dell'elevata pressione della grande macchia scura, essa si raffredda ed il metano forma le nubi. Si osserva un'altra macchia, la macchia scura 2, sovrastata da correnti ascendenti metano che danno origine a nubi più chiare. Oltre le nubi del tipo cirri, della grande macchia scura e di quelle a colonna della macchia scura 2, è stato osservato un altro tipo di nubi , chiamate scooter perché si muovono attorno a superficie più rapidamente delle formazioni nuvolose. Poiché esse ruotano con lo stesso perimetro delle regioni interne di Nettuno, si pensa che abbiano origine da una macchia calda e profonda. Le temperature sono un po' più alte all'equatore che ai poli con valori di circa –213/215° C. Le zone a latitudini intermedie hanno temperature più basse comprese tra –215/217° C. Le zone di uguale temperatura sono distribuite in distinte e simmetriche fasce parallele all'equatore. Questa complessa distribuzione superficiale delle temperature sembra si possa far risalire all’'interazione del calore interno al pianeta con quello proveniente dal Sole. Più precisamente, le correnti di gas a medie latitudini salgono verso l'alto raffreddandosi e giunte al di sopra dei poli e dell'equatore discendono di nuovo a quote più basse, riscaldandosi. Inoltre, mentre su Giove, in corrispondenza della grande macchia rossa, le temperatura è più bassa che nel resto della fascia che li ospita, su Nettuno in corrispondenza della grande macchia scura non si registrano differenze rispetto alle aree limitrofe. Plutone Plutóne è il più distante dei pianeti del sistema solare. Dista dal Sole, in media, 6 miliardi circa di km. Il volume e la massa sono rispettivamente 6/1000 e 2/1000 della Terra. L'atmosfera, che si trova a una certa altezza dalla superficie, è trasparente e molto rarefatta. La pressione è infatti minore di 1/100000 di quella della Terra. L'atmosfera è composta da metano, e forse da argo, azoto, monossido di carbonio e ossigeno. La temperatura all'equatore è di –215° C. I corpi minori Molti satelliti del Sistema Solare hanno una propria atmosfera (anche se spesso molto rarefatta), soprattutto quelli con massa maggiore. Oltre a Titano che possiede l ’atmosfera senza dubbio più importante, la scelta è caduta su Io e Tritone per alcune particolarità. Io è il terzo, per dimensione, delle lune gioviane. La sua particolarità risiede nel fatto di essere, oltre alla Terra, l’unico ad avere attività vulcanica. Le emissioni sono prevalentemente di tipo sulfureo, ma molti dei gas emessi tendono a disperdersi nello spazio. La sua atmosfera, abbastanza rarefatta, è prevalentemente composta da anidride solforosa. Inoltre attorno al pianeta ruota una nube di sodio, calcio ed idrogeno di probabile origine vulcanica. Continue piogge di materiale sulfureo cadono sul satellite. La temperatura sulla superficie è di circa –176° C con zone calde di 17° C. Titano è il maggiore dei satelliti di Saturno. Le sua dimensione, paragonabile a Mercurio, risulta in grado di trattenere, intorno a sé, sufficienti quantità di gas tali da formare una densa atmosfera (unico satellite nel Sistema Solare). I componenti principali dell’atmosfera sono l’azoto per il 90%, il metano fra l’1 ed il 10% e probabilmente un 7-8% di argo. Inoltre vi sono poi piccole quantità di idrocarburi. Titano e la Terra sono i soli corpi del Sistema Solare ad avere tra i componenti principali l’azoto e l’argo. La pressione a livello della superficie è di 1,5 atmosfere e la temperatura di –178° C. La temperatura dopo essere scesa lentamente fino a portarsi a –203° C alcune decine di chilometri al di sopra della superficie, tende a risalire fino a –73° C nella stratosfera. La meteorologia di Titano è poco conosciuta, elementi noti sono le piogge di metano ed azoto. La presenza della densa atmosfera di colore arancio non permette di rivelare i dettagli della superficie sottostante Tritone è il maggiore satellite di Nettuno ha un diametro di 2.750 km, di poco inferiore a quello della Luna. Le sue calotte polari sono costituite da ghiaccio di azoto e di metano e riflettono una parte considerevole della radiazione solare, tanto che la temperatura risulta di soli ­236 °C, facendo di Tritone l'oggetto più freddo finora conosciuto del Sistema Solare. L'atmosfera di Tritone è estremamente rarefatta ed è costituita in prevalenza da azoto. La temperatura dell'atmosfera sale a ­173 °C a 600 km di quota.

Autore : Antonio Ghezzi, climatologo

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