Una nube marciana de 1,000 millas de largo (1,600 kilómetros) que emerge y luego desaparece rápidamente del cielo del Planeta Rojo casi a diario resulta aún más extraña de lo que los científicos habían imaginado. Nuevas simulaciones sugieren que la aparición inquietante solo puede explicarse mediante “física exótica” que ha sido teorizada pero nunca observada en la Tierra ni en ningún otro lugar del sistema solar.
La misteriosa masa flotante, apodada la Nube elongada de Arsia Mons (AMEC), suele asomar por encima de Arsia Mons, un volcán extinto de 12 millas de altura (20 km) ubicado en la región de Tharsis, justo al sur del ecuador del Planeta Rojo. La nube de vapor de agua fue detectada por primera vez en 2018 por el orbitador Mars Express de la Agencia Espacial Europea y desde entonces ha aparecido casi todas las mañanas durante la primavera y el verano marcianos, cuando una mayor radiación solar desencadena vientos superficiales fuertes. Pero dura apenas unas pocas horas cada día, para después evaporarse por completo.
La AMEC puede extenderse hasta 1,100 millas (1,800 km) de longitud, aproximadamente una duodécima parte de la circunferencia de Marte. Para ponerlo en contexto, eso equivale aproximadamente al doble de la longitud del Reino Unido o a la distancia entre la ciudad de Nueva York y Miami.
Aunque Marte no es ajeno a nubes de polvo gigantes y a ocasionales “rayas iridiscentes” de dióxido de carbono, su atmósfera carece casi por completo de vapor de agua. Esto hace que sea extremadamente inusual que se formen nubes esponjosas como las de la Tierra, y mucho menos nubes tan vastas. Como resultado, los científicos han tenido dificultades para explicar este clima tan particular.
Pero en un nuevo estudio publicado el miércoles (7 de octubre) en la revista Nature Geoscience, los investigadores utilizaron datos de Mars Express para crear nuevas simulaciones con el objetivo de explicar finalmente la AMEC. Al principio, el equipo tuvo problemas para reproducir el fenómeno desconcertante. Pero cuando abandonaron los principios meteorológicos tradicionales a favor de una explicación más fuera de lo común, lograron tener éxito.
“Para recrear la AMEC en nuestra modelización, descubrimos que necesitábamos incluir algo de física exótica… física que, si bien aparece en los libros, se trata como teórica y por lo general se piensa que no ocurre en la naturaleza”, dijo en una declaración el primer autor del estudio, Jorge Hernández-Bernal, un científico planetario de la Universidad del País Vasco en España que en esa época estaba afiliado con la Sorbonne University en París. “Una vez que incorporamos esta física en nuestras simulaciones, la AMEC surgió tal como esperábamos.”
“Totalmente inesperado”
La AMEC es una nube orográfica, lo que significa que se forma cuando vientos fuertes empujan el vapor de agua hacia arriba y por encima de una estructura elevada, como una montaña. Nubes similares también existen en la Tierra, incluida la nube Levanter, que se forma ocasionalmente sobre la Roca de Gibraltar en el sur de Europa. Sin embargo, la versión marciana no puede explicarse con los mismos procesos que ocurren en nuestro planeta.
En la Tierra, las nubes se forman mediante un proceso llamado nucleación heterogénea, en el que el aire húmedo se enfría y condensa en cristales de hielo que se forman alrededor de diminutas partículas atmosféricas, como polvo, sal, polen o hollín. Pero mientras Marte posee abundante polvo atmosférico, eso no es lo que sucede allí.
“Para la AMEC, parece que la formación de nubes ocurre sin necesitar ninguno de estos ‘materiales’ en el aire”, dijo Hernández-Bernal, quien ha estado estudiando la AMEC durante los últimos seis años. “El vapor de agua se transforma directamente en partículas de nube helada sin un paso intermedio. Es similar a que gotas de condensación aparezcan en el medio de una habitación, en lugar de en una ventana.”
Los investigadores denominan esto “nucleación homogénea” y señalan que nunca se ha observado antes en la atmósfera de un planeta. “Es totalmente inesperado”, agregó Hernández-Bernal.
Otros científicos habían previsto previamente que la nucleación homogénea podría ocurrir en la alta atmósfera de la Tierra o en los cielos sobre Venus. Sin embargo, se ha considerado muy poco probable porque requeriría niveles de humedad alrededor de 100,000 veces mayores que los de la superficie de nuestro planeta.
Considerando que Marte en la actualidad está casi completamente desprovisto de agua, podría parecer improbable que su humedad alcance esas alturas. Sin embargo, los datos de Mars Express cuentan una historia diferente.
A medida que el viento asciende por las laderas de Arsia Mons, que es más de dos veces la altura del Monte Everest, se genera una poderosa onda que impulsa aire hacia la atmósfera superior a gran velocidad. Los investigadores calcularon que la temperatura de ese aire puede caer hasta 54 grados Fahrenheit (30 grados Celsius) en apenas 10 minutos. Esto no solo facilita el congelamiento, sino que también eleva significativamente la humedad dentro de la ola, permitiendo que se produzca la nucleación homogénea, según muestran las simulaciones.
Entonces, ¿de dónde proviene toda esta agua? Parte ya está en la atmósfera, pero probablemente parte se origina en la cumbre de Arsia Mons, que está cubierta por una densa capa de escarcha, sugirieron los investigadores.
“Un gran éxito”
Las nuevas simulaciones representan un gran avance en nuestra comprensión de la AMEC y de la meteorología marciana en general.
“No contamos con tanta información sobre la atmósfera de Marte como la que tenemos sobre la de la Tierra, así que reproducir la AMEC con este grado de detalle es un gran éxito para el modelo”, afirmó Hernández-Bernal.
Los hallazgos no habrían sido posibles sin el orbitador Mars Express, que utilizó tres instrumentos —la Visual Monitoring Camera, la High Resolution Stereo Camera y el instrumento OMEGA— para trazar cómo se forma y evoluciona la AMEC cada día. También es una de las pocas sondas marcianas capaces de ver Arsia Mons a la luz del día.
“Mars Express descubrió la AMEC, la ha seguido durante años y ahora ayuda a revelar los secretos de su formación”, señaló Colin Wilson, el científico del proyecto de Mars Express, que no participó en el nuevo estudio, en la declaración.
Este descubrimiento también sirve como recordatorio de que, a pesar de compartir principios básicos, los sistemas meteorológicos no se comportan de la misma manera en otros mundos que en la Tierra, lo que podría tener importantes implicaciones para la exploración del sistema solar y la búsqueda de vida extraterrestre en planetas extrasolares distantes.
“Aunque las nubes en la Tierra y en Marte parecen regirse por las mismas ‘reglas’, entender esta nube exótica marciana requirió física exótica — y es posible que eso sea cierto en otros lugares del cosmos”, añadió Wilson.
