Esta ilustración muestra la nave espacial MAVEN de la NASA y la extremidad de Marte. Crédito:NASA / Goddard
Combinando observaciones de tres naves espaciales internacionales en Marte, Los científicos pudieron demostrar que las tormentas de polvo regionales juegan un papel muy importante en el secado 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 confines más altos de Marte, donde la atmósfera es escasa, las moléculas de agua quedan vulnerables a la radiación ultravioleta, que los descompone en sus componentes más ligeros de hidrógeno y oxígeno. Hidrógeno, cuál es el elemento más ligero, se pierde fácilmente en el espacio, con oxígeno escapando o asentando de nuevo 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 se pueden recombinar en agua, "dijo Michael S. Chaffin, investigador del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder. "Entonces, cuando pierdes un átomo de hidrógeno, definitivamente has perdido 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 envolvían el 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 los más pequeños, tormentas de polvo regionales, según un nuevo artículo publicado el 16 de agosto en la revista Astronomía de la naturaleza . Los investigadores, un equipo internacional liderado por Chaffin, descubrió que Marte pierde el doble de agua durante una tormenta regional que durante una temporada de verano en el sur sin tormentas regionales.
La nube amarillo-blanca en la parte inferior central de esta imagen es una "torre de polvo" de Marte, una nube concentrada de polvo que puede elevarse a decenas de millas sobre la superficie. Las plumas azul-blancas son nubes de vapor de agua. Olympus Mons, el volcán más alto del sistema solar, es visible en la esquina superior izquierda, mientras que la cabina de Valles Marineris se ve en la parte inferior derecha. Tomada el 30 de noviembre, 2010, la imagen fue producida por el Mars Color Imager del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. Crédito:NASA / JPL-Caltech / MSSS
"Este documento nos ayuda a retroceder virtualmente en el tiempo y decir:"OK, ahora tenemos otra forma de perder agua que nos ayudará a relacionar esta pequeña agua que tenemos hoy en Marte con la enorme cantidad de agua que teníamos en el pasado, "dijo Geronimo Villanueva, un experto en agua marciana en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y coautor del artículo de Chaffin.
Dado que el agua es uno de los ingredientes clave para la vida tal como la conocemos, los científicos están tratando de comprender cuánto tiempo fluyó en Marte y cómo se perdió.
Hace miles de millones de años, Marte tenía mucha más agua de la que tiene hoy. Lo que queda está congelado en los polos o encerrado en la corteza. Derretido, esta agua sobrante podría llenar un océano global hasta 100 pies, o 30 metros, profundo, algunos científicos predicen.
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, concentraciones de polvo y hielo de agua desde la superficie hasta aproximadamente 62 millas, o 100 kilómetros, sobre eso. 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 atmósfera de Marte y la evolución volátil de la NASA, o MAVEN, la nave espacial coronó las mediciones informando la cantidad de hidrógeno, que se habría roto H 2 O moléculas, en lo más alto de Marte, más de 620 millas, o 1, 000 kilómetros, por encima de la superficie.
Este gráfico resume los datos recopilados de tres orbitadores durante una tormenta de polvo regional marciana de enero a febrero de 2019. De abajo hacia arriba:el panel inferior muestra la acumulación de polvo en la atmósfera sobre una región de Marte; un marrón más oscuro indica una densidad más alta. El panel del medio muestra un aumento correspondiente de temperatura en la atmósfera, que se extiende a unos 50 kilómetros sobre la superficie; cuanto más brillante es el color, cuanto mayor sea la temperatura. El panel superior muestra que a medida que aumenta la densidad del polvo, calentando la atmósfera, hielo, indicado por 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 (medio), y después (a la derecha) de la tormenta de polvo. Puedes ver nubes de hielo blancas cubriendo los volcanes Tharsis antes y después de la tormenta de polvo, pero no durante ella. El penúltimo panel de la parte superior muestra el aumento de la densidad del agua en las altitudes más altas durante la tormenta de polvo. y por encima de eso, en el panel superior, ve un brillo correspondiente (azul claro) del hidrógeno en altitudes de hasta 620 millas, o 1, 000 kilómetros, por encima de la superficie. Crédito:Michael S. Chaffin
Era la primera vez que tantas misiones se centraban en un solo evento, Chaffin dijo:"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. informe de los científicos. "Todos los instrumentos deben 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. Típicamente, 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 cuando la tormenta de polvo despegó, calentando la atmósfera más arriba, los instrumentos vieron cómo el vapor de agua alcanzaba mayores altitudes. Estos instrumentos encontraron 10 veces más agua en la atmósfera media después de que comenzó la tormenta de polvo. 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 podría 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 flotando sobre los volcanes en la región de Tharsis en Marte. "Pero desaparecieron por completo cuando la tormenta de polvo estaba en pleno apogeo, "Chaffin dijo, y reapareció 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. En efecto, Las observaciones de MAVEN mostraron esto, ya que capturó la atmósfera superior resplandeciente con hidrógeno que aumentó en un 50% durante la tormenta. Esta medida se correspondía perfectamente con una hinchazón de agua a 60 millas por debajo, que los científicos dicen que fue la fuente del hidrógeno.
