El polvo marciano podría ayudar a explicar la pérdida de agua, además de otros aprendizajes de la tormenta global.

Aprendiendo de las tormentas de polvo marcianas.

Imágenes que muestran el avance de la tormenta de polvo global, tomada por la Cámara de mástil de Curiosity entre Sol 2075 y Sol 2170 en Marte, que habría caído entre el 8 de junio de 2018 y el 13 de septiembre de 2018 en la Tierra. Créditos: NASA / JPL-Caltech / York University.

El polvo no es sólo una molestia doméstica también es una molestia planetaria particularmente en Marte. Antes de que los astronautas visiten el Planeta Rojo, debemos comprender cómo las partículas de polvo que a menudo llenan la atmósfera podrían impactarles a ellos y a sus equipos.

La tormenta de polvo marciana global del verano de 2018, la que borró la luz del sol durante semanas y dejó fuera del negocio al querido Opportunity rover de la NASA, ofreció una oportunidad de aprendizaje sin precedentes. Por primera vez, los seres humanos tenían ocho naves espaciales que orbitaban Marte o vagaban por su superficie: el mayor grupo de exploradores robóticos que había visto una tormenta de polvo global.

Los científicos de todo el mundo todavía están analizando una gran cantidad de datos, pero los informes preliminares incluyen información sobre cómo las tormentas de polvo masivas podrían haber afectado el agua, los vientos y el clima marcianos antiguos, y cómo podrían afectar el clima y la energía solar en el futuro.

Las tormentas de polvo marcianas son comunes, especialmente durante la primavera y el verano en el hemisferio sur. Tienden a durar un par de días y pueden cubrir regiones del planeta del tamaño de los Estados Unidos. Pero los que rodean el planeta son impredecibles, a veces se prolongan durante meses. ¿Por qué? "Todavía no sabemos qué es lo que impulsa la variabilidad, pero la tormenta de 2018 nos da otro punto de datos", dice Scott Guzewich, un científico atmosférico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien lidera la investigación de la tormenta de polvo de la NASA.

La NASA vio por primera vez una tormenta de polvo de cerca en 1971 cuando nuestra nave espacial Mariner 9, la primera en orbitar otro planeta, llegó a un planeta rojo envuelto en polvo. Desde entonces, hemos visto tormentas globales en 1977 (dos veces), 1982, 1994, 2001, 2007 y 2018.

Aquí hay algunas cosas que vimos desde el espacio y desde el suelo durante la reciente tormenta de polvo global que ayudó a abordar algunas preguntas abiertas y otras nuevas expuestas:

¿Podrían las tormentas de polvo globales haber soplado el agua del planeta?

Autorretratos del rover Curiosity en la superficie de marte.

Los científicos han encontrado mucha evidencia de que Marte tenía ríos, lagos y tal vez incluso océanos de agua hace miles de millones de años. Los lechos de ríos secos, las antiguas costas y la química de las superficies saladas son todas pistas. Pero ¿por qué desapareció gran parte del agua? ¿Y cómo? "La tormenta de polvo global puede darnos una explicación", dice Geronimo Villanueva, un experto en agua de Marte en la NASA Goddard.

Villanueva trabajó con colegas de la ESA (Agencia Espacial Europea) y la agencia espacial rusa Roscosmos para confirmar que las fuertes tormentas de polvo globales parecen elevar el vapor de agua desde su altitud típica de 12 millas (20 kilómetros) sobre la superficie marciana a elevaciones mucho más altas de Al menos 50 millas (80 kilómetros). El Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA observó un fenómeno similar en 2007.

Al empujar el agua hacia la atmósfera superior, las tormentas de polvo globales pueden interferir con el ciclo del agua del planeta, evitando que el H2O se condense y caiga nuevamente hacia la superficie. En la Tierra, el H2O vuelve a caer en forma de lluvia o nieve. El mismo proceso podría haber existido en Marte hace miles de millones de años.

A mayor altitud, donde la atmósfera marciana es especialmente tenue, la radiación solar puede penetrar fácilmente para romper las moléculas de agua y hacer volar sus elementos componentes al espacio, especulan Villanueva y sus colegas. "Cuando traes agua a partes más altas de la atmósfera, se quita mucho más fácilmente", dice Villanueva, quien ha pasado su carrera reconstruyendo la historia del agua en Marte.

Villanueva y sus colegas informaron el 10 de abril en la revista Nature, enlace artículo, que encontraron evidencia de retroceso del vapor de agua al utilizar el orbitador de gas traza ExoMars en Marte, una nave espacial administrada por la ESA y Roscosmos. El orbitador midió las moléculas de agua a diferentes altitudes antes y después de la tormenta de 2018. Los científicos vieron por primera vez que todos los tipos de moléculas de agua (las hay más livianas y más pesadas) alcanzaron la "región de escape" de la atmósfera superior, lo cual fue una importante idea de cómo el agua puede estar desapareciendo de Marte. Ahora, dice Villanueva, los científicos tendrán que tomar en cuenta esta nueva información en sus predicciones acerca de cuánta agua fluyó en el antiguo Marte y cuánto tardó en desaparecer.

Las tormentas de polvo globales no parecen remodelar significativamente las dunas de arena marcianas

La superficie de Marte está cubierta por la arena en constante movimiento soplada por los vientos del planeta. Esto crea un paisaje desértico en constante evolución con dunas diversas y sorprendentes. Se encuentran montículos sueltos de arena en todo Marte, que van desde unas pocas docenas de pies hasta más alto que algunos de los rascacielos más altos de la Tierra. Las imágenes tomadas por el instrumento HiRISE a bordo de la nave espacial Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA han permitido a los científicos estudiar las dunas de Marte con un detalle sin precedentes. Las vistas de color mejorado capturadas desde la órbita revelan características de su forma, composición y movimientos a lo largo del tiempo, dando pistas sobre la atmósfera dinámica y el clima actual del planeta. Créditos: NASA / JPL / Universidad de Arizona. Dunas marcianas.

Para los científicos que rastrean las dunas que se mueven a través de la superficie, la tormenta de polvo global ofreció evidencia crítica en su investigación de los patrones de viento en el Planeta Rojo. Solo los vientos fuertes durante una tormenta de polvo global podrían mover las extensas dunas del planeta, pensaron los científicos, dado que la súper delgada atmósfera de Marte hace que el viento de 100 millas por hora se sienta como una brisa. Sin embargo, las imágenes de orbitadores y lander a lo largo de las décadas han revelado que la arena marciana se mueve todo el tiempo, lo que implica que no necesita fuertes ráfagas para hacerlo. Esto fue una sorpresa para los investigadores.

Ahora que los científicos finalmente pudieron ver una tormenta de polvo global desde el suelo a través de los ojos del rover Curiosity de la NASA, notaron otra característica sorprendente del viento marciano: las fuertes ráfagas no parecen mover arena más de lo normal. "Esto se ha sumado al misterio general de cómo se comporta el viento en Marte", dice Mariah Baker, Ph.D. estudiante de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, que ayuda a rastrear los cambios en las ondulaciones de la arena marciana

El análisis en curso de todo el mundo marciano revelará si Gale Crater, donde el rover curiosity es itinerante, fue único. El corazón de la tormenta estaba sobre el Opportunity después de todo, él que se encontraba en el otro lado del mundo era el Curiosity. Además, el viento puede comportarse de manera diferente dentro del cráter Gale, señalan los científicos. "¿Nos estaban refugiando?", Dice Guzewich. "Eso es posible."

Si resulta que las dunas de arena no cambiaron mucho en ningún lugar de Marte durante la tormenta, podría haber una buena razón, Baker dice: "Los vientos que envuelven el polvo en la atmósfera pueden no ser lo mismo que los vientos en la superficie". Los científicos piensan que cuando el polvo se eleva a la atmósfera durante una tormenta global, impidiendo que la luz solar alcance la superficie, detiene el proceso de generación de viento cerca del suelo que, en condiciones normales, es inducido por las fluctuaciones de temperatura entre el aire y la superficie.

Sea cual sea la razón, entender el comportamiento de las dunas de arena de hoy nos ayuda a revelar el antiguo clima de Marte, dice Baker: "Podemos ver areniscas en forma de viento en la superficie y mirar las dunas que se están moviendo ahora, y decir" Bien, ¿qué dice eso acerca de las condiciones que estuvieron aquí hace miles de millones de años cuando estas dunas se movían y ahora se consolidan en el registro de la roca? "

Las tormentas de polvo hacen que desaparezcan los demonios del polvo que limpian los caminos.

InSight de la NASA usó su Cámara de Contexto de Instrumentos (ICC) debajo de la cubierta del módulo de aterrizaje para visualizar estas nubes flotantes al atardecer. Esta serie de imágenes se tomó el 25 de abril de 2019, el 145 ° día marciano, o sol, de la misión, comenzando alrededor de las 6:30 p.m. Hora local de Marte. Aquí se incluyen las versiones "sin procesar" de la imagen y la versión con corrección de color; es más fácil ver algunos detalles en la versión sin procesar, pero esta última muestra con mayor precisión la imagen como lo vería el ojo humano. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Los demonios de polvo, que son columnas giratorias de aire y polvo, son comunes en Marte. Se forman cuando el aire caliente de la superficie se eleva, creando una corriente de aire que forma un torbellino. Estos demonios son útiles para limpiar el polvo de los paneles de las naves espaciales que funcionan con energía solar, como InSight, a medida que pasan sobre ellos. Por lo tanto, es importante entender con qué frecuencia ocurren.

El rover Curiosity está alimentada por una batería nuclear, que le permitió recopilar datos mientras el Opportunity hibernaba, con la mínima luz solar llegando a sus paneles solares. A través del Curiosity, aprendimos que los demonios de polvo desaparecen durante una tormenta de polvo, justo cuando más los necesitamos, y durante los meses posteriores. Esto sucede debido a una interrupción en el mismo proceso de generación de viento que podría afectar el movimiento de las dunas de arena.

Guzewich dice que comprender el impacto de una tormenta global en los demonios de polvo es importante para planificar cómo encender el equipo durante las futuras misiones a Marte: "Necesitas estar preparado para pasar un rato antes de que tu próximo diablo de polvo pase y te limpie".

Imagen de la pancarta: esta imagen animada parpadea dos versiones de una autofoto 11 de mayo de 2016 del Curiosity Mars de la NASA en un sitio de muestra perforado llamado "Okoruso". En una versión, las cámaras sobre el mástil del rover se enfrentan a la cámara montada en el brazo que toma el retrato. En el otro, se enfrentan. Crédito: NASA / JPL-Caltech / MSSS

Historia de Lonnie Shekhtman

Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Md.

Última actualización: 2 de mayo de 2019, enlace artículo.

Editor: Svetlana Shekhtman