Vea También
 |
| Esta ilustración muestra la nave espacial MAVEN de la NASA y el limbo de Marte. Crédito: NASA/Goddard |
Combinando las observaciones de tres naves espaciales internacionales en Marte, los científicos pudieron demostrar que las tormentas de polvo regionales desempeñan un enorme papel en la desecación del Planeta Rojo.
Las tormentas de polvo calientan las alturas de la fría atmósfera marciana, impidiendo que el vapor de agua se congele como es habitual y permitiendo que llegue más arriba. En las zonas más altas de Marte, donde la atmósfera es escasa, las moléculas de agua quedan expuestas a la radiación ultravioleta, que las descompone en sus componentes más ligeros de hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno, que es el elemento más ligero, se pierde fácilmente en el espacio, y el oxígeno se escapa o vuelve a la superficie.
"Todo lo que hay que hacer para perder agua de forma permanente es perder un átomo de hidrógeno, porque entonces el hidrógeno y el oxígeno no pueden recombinarse en agua", dijo Michael S. Chaffin, investigador del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder. "Así que cuando se ha perdido un átomo de hidrógeno, se ha perdido definitivamente una molécula de agua".
Los científicos sospechan desde hace tiempo que Marte, antaño cálido y húmedo como la Tierra, ha perdido la mayor parte de su agua en gran parte por este proceso, pero no se dieron cuenta del importante impacto de las tormentas de polvo regionales, que se producen casi todos los veranos en el hemisferio sur del planeta. Se pensaba que las tormentas de polvo que envuelven el globo terráqueo y que se producen cada tres o cuatro años en Marte eran las principales responsables, junto con los calurosos meses de verano en el hemisferio sur, cuando Marte está más cerca del Sol.
Pero la atmósfera marciana también se calienta durante las tormentas de polvo regionales más pequeñas, según un nuevo artículo publicado el 16 de agosto en la revista Nature Astronomy. Los investigadores, un equipo internacional dirigido por Chaffin, descubrieron que Marte pierde el doble de agua durante una tormenta regional que durante una estación de verano austral sin tormentas regionales.
 |
| La nube blanca y amarilla en la parte inferior central de esta imagen es una "torre de polvo" de Marte, una nube concentrada de polvo que puede elevarse decenas de kilómetros por encima de la superficie. Los penachos blancos y azules son nubes de vapor de agua. El Olympus Mons, el volcán más alto del sistema solar, es visible en la esquina superior izquierda, mientras que el Valles Marineris puede verse en la parte inferior derecha. Tomada el 30 de noviembre de 2010, la imagen fue producida por el Mars Color Imager del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS |
"Este trabajo nos ayuda a retroceder virtualmente en el tiempo y decir: "Vale, ahora tenemos otra forma de perder agua que nos ayudará a relacionar esta poca agua que tenemos hoy en Marte con la enorme cantidad de agua que teníamos en el pasado", dijo Gerónimo Villanueva, experto en agua marciana del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y coautor del trabajo de Chaffin.
Dado que el agua es uno de los ingredientes clave para la vida tal y como la conocemos, los científicos intentan comprender durante cuánto tiempo fluyó en Marte y cómo se perdió.
Hace miles de millones de años, Marte tenía mucha más agua que hoy. Lo que queda está congelado en los polos o encerrado en la corteza. Derretida, esta agua sobrante podría llenar un océano global de hasta 100 pies, o 30 metros, de profundidad, según predicen algunos científicos.
Aunque científicos como Chaffin tenían muchas ideas sobre lo que estaba ocurriendo con el agua en Marte, carecían de las mediciones necesarias para atar el cuadro completo. Entonces, una rara convergencia de órbitas de naves espaciales durante una tormenta de polvo regional entre enero y febrero de 2019 permitió a los científicos recoger observaciones sin precedentes.
El Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA midió la temperatura, el polvo y las concentraciones de hielo de agua desde la superficie hasta unas 62 millas, o 100 kilómetros, por encima de ella. En el mismo rango de altitud, el Orbitador de Gases Traza de la ESA (Agencia Espacial Europea) midió la concentración de vapor de agua y hielo. Y la nave espacial de la NASA Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN, o MAVEN, completó las mediciones informando de la cantidad de hidrógeno, que se habría desprendido de las moléculas de H2O, en los tramos más altos de Marte, a más de 620 millas, o 1.000 kilómetros, por encima de la superficie.
 |
| Este gráfico resume los datos recogidos por tres orbitadores durante una tormenta regional de polvo marciano entre enero y febrero de 2019. De abajo hacia arriba: El panel inferior muestra el polvo que se acumula en la atmósfera sobre una región de Marte; el marrón más oscuro indica una mayor densidad. El panel central muestra el correspondiente aumento de la temperatura en la atmósfera, que se extiende unos 50 kilómetros por encima de la superficie; cuanto más brillante es el color, más alta es la temperatura. El panel superior muestra que a medida que la densidad del polvo aumenta, calentando la atmósfera, el hielo, indicado por el color blanco, desaparece de la región porque el vapor de agua ya no puede congelarse. El siguiente panel muestra tres observaciones de la región del volcán Tharsis antes (izquierda), durante (centro) y después (derecha) de la tormenta de polvo. Se pueden ver nubes de hielo blanco cubriendo los volcanes de Tharsis antes y después de la tormenta de polvo, pero no durante la misma. El penúltimo panel desde la parte superior muestra el aumento de la densidad del agua en las mayores altitudes durante la tormenta de polvo, y por encima de eso, en el panel superior, se ve un correspondiente brillo (azul claro) del hidrógeno en altitudes de hasta 620 millas, o 1.000 kilómetros, por encima de la superficie. Crédito: Michael S. Chaffin |
Fue la primera vez que tantas misiones se concentraron en un solo evento, dijo Chaffin: "Realmente hemos captado todo el sistema en acción".
Los datos recogidos por los cuatro instrumentos de las tres naves espaciales ofrecen una imagen clara del papel que desempeña una tormenta de polvo regional en el escape de agua marciana, informan los científicos. "Todos los instrumentos deberían contar la misma historia, y lo hacen", dijo Villanueva, miembro del equipo científico del Trace Gas Orbiter.
Los espectrómetros del orbitador europeo detectaron vapor de agua en la atmósfera inferior antes de que comenzara la tormenta de polvo. Normalmente, la temperatura de la atmósfera marciana se enfría con la altura durante gran parte del año marciano, lo que significa que el vapor de agua que sube a la atmósfera se congela a altitudes relativamente bajas. Pero a medida que la tormenta de polvo se fue calentando en la atmósfera, los instrumentos vieron que el vapor de agua alcanzaba mayores altitudes. Estos instrumentos encontraron 10 veces más agua en la atmósfera media tras el inicio de la tormenta de polvo, lo que coincide precisamente con los datos del radiómetro infrarrojo del Mars Reconnaissance Orbiter.
El radiómetro midió el aumento de las temperaturas en la atmósfera a medida que el polvo se elevaba por encima de Marte. También vio cómo las nubes de hielo de agua desaparecían, como se esperaba, ya que el hielo ya no podía formarse en la atmósfera inferior más cálida. Las imágenes del espectrógrafo ultravioleta de MAVEN lo confirman; muestran que, antes de la tormenta de 2019, podían verse nubes de hielo flotando sobre los volcanes elevados de la región de Tharsis en Marte. "Pero desaparecieron por completo cuando la tormenta de polvo estaba en pleno apogeo", dijo Chaffin, y reaparecieron después de que la tormenta de polvo terminó.
A mayor altura, se espera que el vapor de agua se descomponga en hidrógeno y oxígeno por la radiación ultravioleta del Sol. De hecho, las observaciones de MAVEN así lo demostraron, ya que captaron la atmósfera superior resplandeciente de hidrógeno que aumentó en un 50% durante la tormenta. Esta medición se correspondía perfectamente con una hinchazón de agua a 100 kilómetros por debajo, que según los científicos era la fuente del hidrógeno.
Fuentes, créditos y referencias:
M. S. Chaffin et al, Martian water loss to space enhanced by regional dust storms, Nature Astronomy (2021). DOI: 10.1038/s41550-021-01425-w