La scoperta è basata sui dati rilevati dal Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS) a bordo dalla sonda della NASA Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) che ha rilevato vapore acqueo a quote molto elevate. Questo strumento è uno spettrometro di massa che inala l'aria e separa gli ioni che la compongono in base alla loro massa. Grazie a questa misura, gli scienziati possono identificare una vasta gamma di elementi.

In precedenza, si pensava che il vapore acqueo su Marte fosse intrappolato vicino alla superficie, come sulla Terra.
"Siamo rimasti tutti sorpresi di trovare acqua così alta nell'atmosfera", ha detto Shane W. Stone, del Lunar and Planetary Laboratory dell'Università dell'Arizona a Tucson.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science.

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Crediti: University of Arizona/Shane Stone/NASA Goddard/Dan Gallagher 

La scoperta

Stone e colleghi monitorano l'abbondanza di ioni d'acqua nell'atmosfera del Pianeta Rosso da oltre due anni marziani.
I dati mostrano che la quantità di vapore acqueo vicino alla parte superiore dell'atmosfera, a circa 150 chilometri sopra la superficie, è maggiore durante l'estate nell'emisfero meridionale. Durante questo periodo, il pianeta è più vicino al Sole, quindi più caldo, ed è più probabile che si formino tempeste di sabbia. Le temperature estive ed i forti venti associati alle tempeste di polvere aiutano il vapore acqueo a raggiungere le parti più alte dell'atmosfera, dove può essere facilmente scomposto nei suoi costituenti ossigeno e idrogeno. I quali fuggono più facilmente nello spazio.
"Tutto ciò che raggiunge la parte superiore dell'atmosfera viene distrutto, su Marte o sulla Terra", ha detto Stone, "perché questa è la parte dell'atmosfera che è esposta alla piena potenza del Sole".

I ricercatori hanno misurato 20 volte più acqua del solito nell'atmosfera superiore, nei due giorni di giugno 2018 in cui una violenta tempesta di polvere globale ha avvolto il pianeta (la stessa che ha messo fuori servizio il rover Opportunity). E' stato stimato che Marte ha perso in soli 45 giorni di tempesta tanta acqua quanto generalmente ne perde in un anno marziano (che dura due anni terrestri). 

"Abbiamo dimostrato che le tempeste di polvere interrompono il ciclo dell'acqua su Marte e spingono le molecole d'acqua più in alto nell'atmosfera, dove le reazioni chimiche possono rilasciare i loro atomi di idrogeno, che vengono poi persi nello spazio", ha detto Paul Mahaffy, direttore della Solar System Exploration Division al NASA Goddard e ricercatore principale per NGIMS.
Nessuno fino ad ora si era reso conto che l'acqua sarebbe arrivata fino in cima all'atmosfera. Ci sono ioni abbondanti in questa regione che possono rompere le molecole d'acqua 10 volte più velocemente di quanto vengano distrutte a livelli inferiori.

Questa scoperta "cambierà radicalmente le nostre stime sulla velocità con cui l'acqua fuoriesce oggi [da Marte] e sulla velocità con cui è uscita in passato", ha commentato Mehdi Benna, scienziato planetario di Goddard e co-ricercatrice dello strumento NGIMS.