Come sono le nuvole degli altri pianeti del sistema solare?

Sui pianeti con atmosfera del sistema solare troviamo nubi simili a quelle della Terra, composte non solo da acqua, ma anche da molti altri composti.

Nubi di giove
Immagine elaborata delle nubi di Giove ripresa dalla sonda spaziale Juno il 16 dicembre 2017. Credito: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichtädt/Seán Doran

Se vi chiediamo se esistono nuvole su pianeti diversi dalla Terra, la vostra risposta sarà sicuramente affermativa, dal momento che sono ben note le bellissime immagini delle diverse atmosfere planetarie che le sonde spaziali che abbiamo inviato in giro per il sistema solare, così come i grandi telescopi, ci forniscono da tempo. La questione, tuttavia, si pone quando si esamina la definizione di nuvola.

L'Organizzazione meteorologica mondiale (OMM) - la massima autorità in materia - definisce una nube nel suo Atlante internazionale delle nubi come “un'idrometeora costituita da minuscole particelle di acqua liquida o di ghiaccio, o di entrambi, sospese nell'atmosfera e che di solito non toccano il suolo. Possono anche contenere particelle più grandi di acqua liquida o ghiaccio, così come particelle liquide non acquose o particelle solide provenienti, ad esempio, da gas industriali, fumo o polvere”.

Questa definizione si applica solo alle nubi che si formano nell'atmosfera terrestre, per cui per riferirsi alle nubi che si formano su altri corpi celesti (pianeti, satelliti) o sulla Terra in determinate condizioni, le particelle che le formano non sono necessariamente costituite da acqua liquida o solida, ma possono avere origine dalla condensazione di gas diversi dal vapore acqueo.

Le nubi dei giganti gassosi

I cosiddetti “giganti gassosi” sono Giove, Saturno, Urano e Nettuno e devono il loro nome sia alle loro grandi dimensioni - rispetto a quelle della Terra - sia al fatto che sono quasi interamente costituiti da gas, tanto che ognuno di loro forma una gigantesca atmosfera propria. Questa è dominata da gas come l'idrogeno e l'elio, molto più leggeri dell'azoto e dell'ossigeno che costituiscono la quasi totalità dell'atmosfera terrestre.

nubi su saturno
Immagine in falsi colori delle forme sinuose delle nubi di Saturno, ripresa dalla sonda spaziale Cassini a 1,2 milioni di chilometri dal pianeta il 18 maggio 2017. Credito: NASA/JPL-Caltech/Istituto di Scienza dello Spazio

Il gigantesco oceano di idrogeno ed elio di Giove è pieno di piccole quantità di composti di fosforo e zolfo, oltre che di metano, ammoniaca, vapore acqueo, monossido di carbonio e cianuro di idrogeno, tra gli altri. Le nubi risultanti dalla condensazione di tutti questi gas sono di colori diversi.

La rapida rotazione gioviana fa sì che si distribuiscano latitudinalmente, formando bande parallele all'equatore, con nubi biancastre alternate a nubi brune. Tra di esse vi sono una serie di ovali, che rappresentano grandi sistemi temporaleschi, tra cui spicca la Grande Macchia Rossa.

L'atmosfera di Saturno è simile a quella di Giove, anche se la percentuale di elio (il secondo gas più abbondante dopo l'idrogeno) è inferiore. Troviamo anche tracce di metano, vapore acqueo, ammoniaca, propano e fosfine, oltre ad altri composti gassosi. A seconda del livello di pressione, troviamo nubi di ammoniaca, acqua e altre composizioni, che insieme assumono tonalità giallastre.

L'osservazione della sua velocità di spostamento ha permesso di dedurre una delle singolarità del pianeta degli anelli: intensità dei venti prevalenti fino a 1800 km/h, leggermente inferiori a quelle rilevate nell'alta atmosfera di Nettuno.

Una delle lune di Saturno è Titano e ha un'atmosfera densa. Sulla sua superficie si trova un oceano di metano liquido e si sviluppano nubi a sviluppo verticale che lasciano pesanti piogge di metano. Ci sono anche nubi alte formate da cristalli di idrocarburi.

Su Nettuno troviamo nubi alte di idrogeno, elio e metano, oltre a sistemi temporaleschi di lunga durata (formati da nubi convettive), simili a quelli di Giove.

Per completare questo rapido tour delle nubi dei giganti gassosi, abbiamo le nubi di Urano e Nettuno. Urano ha un rapporto idrogeno/elio di 83/15, più un 2% di metano e gas in tracce. È l'atmosfera più fredda di tutto il sistema solare e a seconda dell'altitudine troviamo nubi di cristalli di metano o di ghiaccio.

La densa copertura nuvolosa di Venere

La superficie di Venere rimane nascosta all'osservazione di satelliti e telescopi a causa della densa atmosfera che circonda il pianeta. Composta principalmente da CO2, contiene spesse nubi di acido solforico e zolfo. La pressione atmosferica superficiale è circa novanta volte superiore a quella della Terra. La copertura totale e permanente di queste spesse nubi determina un potente effetto serra, con temperature che sfiorano i 500°C sulla superficie infernale.

Venere
Immagine di Venere coperto di nubi ripresa dalla sonda spaziale giapponese Akatsuki il 30 marzo 2018. Credito: JAXA.

Le nubi sono distribuite in diversi strati, che presentano natura e caratteristiche diverse a seconda del livello atmosferico. A circa 50 km di altitudine, ce n'è una spessa circa 5 km, costituita da cristalli di composti di zolfo, cloro e acido solforico. Al di sopra di questo, fino a un'altitudine di circa 80 km, vi è un'altra coppia di strati ben definiti. In quello inferiore si mescolano acqua e vari composti acidi altamente corrosivi, come il cloridrico, mentre in quello superiore c'è una nebbia di anidride solforosa.

Nubi marziane analoghe a quelle terrestri

Marte è conosciuto come il pianeta rosso a causa dei ferrosilicati che ricoprono la sua superficie polverosa. Le particelle rossastre di ossido di ferro vengono spazzate e sollevate da gigantesche tempeste di polvere che diffondono questi aerosol ferrici in gran parte dell'atmosfera, offuscandola. Il risultato è un cielo simile a quello della Terra con foschia, soprattutto quando è intensa e riduce notevolmente la visibilità.

Sebbene si parli spesso di nubi di polvere, sia sul nostro pianeta che su Marte, la natura di queste nubi (costituite da litometeore) è diversa da quella delle nubi di cui parliamo in questo articolo, anch'esse assenti nei cieli marziani. Viste da terra, hanno un colore salmone, simile a quello del crepuscolo terrestre.

L'atmosfera di Marte è molto più sottile della nostra e la pressione sulla sua superficie è fino a cento volte inferiore. Come Venere, la sua atmosfera è costituita per la maggior parte (95,3%) da anidride carbonica, anche se l'effetto serra sul pianeta è minimo.

Nubi in cielo su Marte
Mosaico di 3 immagini scattate il 17 maggio 2019 dal rover Curiosity della NASA su Marte, che mostra nubi filamentose formate da ghiaccio (simili ai cirri terrestri) a circa 30 chilometri di altitudine. Credito: NASA/JPL-Caltech

Nell'atmosfera marziana il vapore acqueo è una traccia minoritaria, ma le condizioni prevalenti ne favoriscono la condensazione e la sublimazione inversa, e si formano con relativa frequenza nubi simili per aspetto e composizione a quelle terrestri.

Abbiamo sia nubi alte formate da cristalli di ghiaccio (equivalenti ai cirri terrestri), sia nubi convettive (cumuli), che di solito non raggiungono altezze elevate, ma la cui formazione è in gran parte dettata dall'insolazione. Anche le nebbie e le bande nuvolose associate alle onde gravitazionali fanno parte del campione di nubi di Marte.