Una caratteristica della nostra atmosfera può diventare un ottimo “termometro” per misurare le possibilità di vita sugli esopianeti.

E’ ben noto che l’atmosfera terrestre mostra un andamento della propria temperatura abbastanza sorprendente. A mano a mano che ci si alza, la temperatura dell’aria decresce mentre l’atmosfera diventa sempre più rarefatta. Fin qui tutto bene, ma già nel 1902, Leon Teisseranc de Bort, usando palloni attrezzati con varia strumentazione, si accorse che tra i 12 e i 15 000 metri la temperatura ricominciava ad aumentare.

Lo stesso scienziato chiamò questo intervallo di “inversione di tendenza” tropopausa. Diede anche il nome di stratosfera alla parte superiore dell’atmosfera e troposfera a quella inferiore. Ancora oggi si usano questi termini. Negli anni ’80 si scoprì che anche i pianeti giganti mostravano la stessa caratteristica e perfino il satellite Titano. Inoltre, il punto di inversione termica si presentava allo stesso livello atmosferico, dove la pressione giungeva al valore di 0.1 bar, circa a un decimo di quella terrestre al suolo.

Oggi sembra proprio che la tropopausa sia presente su tutti i miliardi di esopianeti che abbiano un’atmosfera abbastanza spessa, ma soprattutto che si possano estrapolare i dati osservati fino a risalire alle condizioni presenti al suolo.

La spiegazione si basa sulla fisica delle radiazioni infrarosse. I gas atmosferici guadagnano energia assorbendo luce infrarossa dalla superficie illuminata di un pianeta roccioso o dalle parti più profonde delle atmosfere dei pianeti gassosi. Allontanandosi verso l’alto diminuisce la capacità di assorbimento termico e la temperatura diminuisce. Giunti a una certa pressione, l’atmosfera diventa trasparente alle radiazioni termiche e la situazione inizia a essere dominata dall’assorbimento della luce visibile  o ultravioletta solare. Si ha un aumento nella temperatura atmosferica in funzione della crescita dell’altezza (è maggiore la quantità di raggi assorbiti). Insomma, un passaggio da calore indotto dalla riflessione sulla superficie a quello dovuto all’assorbimento diretto delle radiazioni solari. Poi le cose si invertono di nuovo, ma è un’altra storia.

La vera scoperta non è tanto il processo in sé che era già stato individuato qualitativamente, ma l’individuazione di una pressione limite che inneschi il cambiamento di fenomenologia. E’ stato così creato un modello “ad hoc”  che permette di “tornare” indietro, verso la superficie, a partire dal valore critico della tropopausa. In altra parole, dalle condizioni atmosferiche presenti a quel livello è possibile estrapolare i parametri fino a stabilire  pressione e temperatura al suolo. Il meccanismo appare identico in tutti i pianeti conosciuti e dotati di atmosfera abbastanza spessa. Molto probabilmente può essere applicato a tutti gli esopianeti di analoga struttura. Partendo dalle condizioni termiche degli strati superiori atmosferici si potrebbe risalire alle condizioni al suolo e stabilire se sono quelle adatte a mantenere l’acqua allo stato liquido e se vi sono altri parametri favorevoli allo sviluppo della vita biologica.

Un termometro veramente particolare, utilizzabile per “pazienti” planetari qualsiasi, sempre che abbiano la “febbre” della tropopausa… ossia una densa atmosfera.