Pequeñas tormentas de polvo son claves en desecar Marte

Combinando observaciones de tres misiones en Marte, científicos han podido demostrar que las tormentas de polvo regionales juegan un papel muy importante en la desecación del Planeta Rojo.

Las tormentas de polvo calientan altitudes más altas de la fría atmósfera marciana, evitando que el vapor de agua se congele como de costumbre y permitiendo que llegue más arriba. En los tramos superiores de Marte, donde la atmósfera es escasa, las moléculas de agua quedan vulnerables 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 tienes 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 en un comunicado Michael S. Chaffin, investigador del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder. "Entonces, cuando se pierde un átomo de hidrógeno, definitivamente se pierde una molécula de agua".

Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que Marte, una vez cálido y húmedo como la Tierra, ha perdido la mayor parte de su agua en gran parte a través de este proceso, pero no se dieron cuenta del impacto significativo de las tormentas de polvo regionales, que ocurren casi todos los veranos en el hemisferio sur del planeta. Se pensaba que las tormentas de polvo que envuelven un globo y que azotan típicamente cada tres o cuatro años marcianos eran las principales culpables, 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 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, encontraron que Marte pierde el doble de agua durante una tormenta regional que durante una temporada de verano en el sur sin tormentas regionales.

Hace miles de millones de años, Marte tenía mucha más agua que en la actualidad. 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, predicen algunos científicos.

Aunque científicos como Chaffin tenían muchas ideas sobre lo que le estaba sucediendo al agua en Marte, carecían de las medidas necesarias para unir la imagen completa. Luego, una rara convergencia de las órbitas de las naves espaciales durante una tormenta de polvo regional entre enero y febrero de 2019 permitió a los científicos recopilar 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 aproximadamente 62 millas, o 100 kilómetros, por encima de ella. Mirando dentro del mismo rango de altitud, el Trace Gas Orbiter de la ESA (Agencia Espacial Europea) midió la concentración de vapor de agua y hielo. Y la nave espacial Mars Atmosphere and Vollatile EvolutioN, o MAVEN, de la NASA, coronó las mediciones informando la cantidad de hidrógeno, que habría desprendido moléculas de H2O, en los tramos más altos de Marte, a más de 620 millas, o 1.000 kilómetros, sobre la superficie.

Era la primera vez que tantas misiones se centraban en un solo evento, dijo Chaffin: "Realmente hemos captado todo el sistema en acción". Los datos recopilados de cuatro instrumentos en las tres naves espaciales pintan una imagen clara del papel de 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 de Trace Gas Orbiter.

Los espectrómetros del orbitador europeo detectaron vapor de agua en la atmósfera inferior antes de que comenzara la tormenta de polvo. Por lo general, la temperatura de la atmósfera marciana se vuelve más fría con la altura durante gran parte del año marciano, lo que significa que el vapor de agua que se eleva en la atmósfera se congela a altitudes relativamente bajas. Pero a medida que la tormenta de polvo despegó, calentando la atmósfera más arriba, los instrumentos vieron cómo el vapor de agua alcanzaba altitudes más altas. Estos instrumentos encontraron 10 veces más agua en la atmósfera media después de que comenzara la tormenta de polvo, lo que coincide precisamente con los datos del radiómetro infrarrojo del Mars Reconnaissance Orbiter.

El radiómetro midió el aumento de temperatura en la atmósfera a medida que el polvo se elevaba por encima de Marte. También vio desaparecer las nubes de hielo de agua, 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, se podían ver nubes de hielo sobrevolando los volcanes en 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 terminó la tormenta de polvo.

A mayores altitudes, 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 mostraron esto, ya que capturó la atmósfera superior radiante con hidrógeno que aumentó en un 50% durante la tormenta. Esta medida se correspondía perfectamente con una hinchazón de agua a 90 kilómetros por debajo, que según los científicos era la fuente del hidrógeno.