Las tormentas de polvo, detrás de la desaparición del agua en Marte

Los cauces de los ríos y los deltas fosilizados no dejan lugar a dudas: Marte en el pasado era un planeta húmedo donde el agua decoraba el paisaje de una forma similar a como lo hace en la Tierra. Sin embargo, con el paso de los años esa condición cambió y el agua dio paso al polvo que hoy en día impera en ese cuerpo celeste.

En la actualidad, los científicos creen que en el pasado el campo magnético de Marte por algún motivo dejó de funcionar correctamente, permitiendo así que los vientos solares penetrasen en la atmósfera y disociasen el agua hasta producir hidrógeno (H) y oxígenos atómicos (O).

Según Science, estos elementos son más livianos que el aire y atmósfera del planeta, formados principalmente por dióxido de carbono (CO₂), por lo que podían filtrase hasta las capas superiores atmosféricas y, en consecuencia, escapar del planeta, dejándolo poco a poco sin agua.

La nave espacial MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN), que la NASA lanzó en 2013 y con combustible hasta al menos 2030 para conocer el clima marciano, está equipada con un espectrómetro de masas NGIMS (Neutral Gas and IonMass Spectrometer) capaz de analizar la composición de la atmósfera marciana y, por lo tanto, las trazas de agua que existen en ella.

“A partir de los iones de agua, podemos calcular la cantidad de agua que hay en la muestra de gas que recoge NGIMS. Además, las especies reactivas en la atmósfera, como el hidrógeno atómico y el oxígeno atómico, pueden recombinarse dentro del espectrómetro para formar H₂O”, señala a SINC Shane Stone, de la Universidad de Arizona y autor de un reciente estudio en este sentido.

Gracias a esos datos, los expertos han podido determinar el ritmo constante con el que Marte pierde el agua. Ritmo que tan solo se altera en un caso en concreto, cuando en verano el patrón de desaparición de agua se incrementa y se hace más evidente.

Pero ¿por qué sucede esto? La respuesta definitiva la encontró el equipo de Stone cuando sumergió la sonda orbital a 150 kilómetros de altura uno de esos días del verano marciano. Ese movimiento les permitió ver que una de las tormentas de polvo que se origina durante esa estación estaba levantado el agua hasta las capas más altas de la atmósfera, favoreciendo su desaparición.

“La atmósfera de Marte es más cálida cuando el planeta está más cerca del Sol durante el verano en su hemisferio sur -lugar donde se encuentra agua en la actualidad-, y en esa misma estación se desatan las tormentas de polvo -muchas a escala global- que provocan un mayor calentamiento en la atmósfera; pero no en la superficie, que de hecho se enfría durante esas tormentas”, explica Stone.

“Este calentamiento es importante porque, para que la higropausa -capa fría de la atmósfera donde se condensa el gas en líquido y se forman nubes- atrape eficientemente el agua cerca de la superficie, debe estar fría”, añade el experto.

“No obstante, el calentamiento de la atmósfera en el verano austral y durante las tormentas de polvo hace que se caliente la higropausa, que se debilita y permite que entre más agua en la atmósfera superior”.

Las primeras pruebas de que las tormentas de polvo podían de algún modo elevar esa agua a las capas altas de la atmósfera se observaron en el 2014. En ese año, dos equipos de científicos analizaron los registros de una tormenta de arena sucedida en el 2007 y percibieron una niebla fluorescente de hidrógeno en la atmósfera superior que desapareció al terminar el verano. Según Science, “la única fuente plausible de ese hidrógeno era el agua”.

“Desde entonces, los investigadores que utilizan instrumentos en MAVEN y el Trace Gas Orbiter (TGO) de la Agencia Espacial Europea han encontrado evidencias de que hay agua en la atmósfera durante el verano del hemisferio sur, cuando el calor solar levanta polvo”, señala el artículo de Science.

“Con este estudio se afirma que Marte posee otro mecanismo destructivo que elimina el agua, que no es otro que una retroalimentación positiva por parte de las tormentas de polvo que bombean el agua a la atmósfera superior”, señalan en Science.

Respecto a si algún día desaparecerá el agua de Marte, el investigador recuerda que en los últimos 4.500 millones de años debe haber perdido una capa global de 10 a 100 metros de profundidad: «Es decir, si esparciéramos sobre la superficie del planeta toda el agua que Marte perdió, ese océano tendría de 10 a 100 metros de profundidad».

Actualmente las tasas de escape atmosférico en el planeta rojo son relativamente pequeñas comparadas con lo que debieron ser en el pasado. Según otros estudios publicados con los datos de la sonda MAVEN, el viento solar puede haber barrido la atmósfera marciana, con tasas de unos 100 gramos por segundo.

«Esto parece mucho, pero es relativamente poco cuando se compara con el tamaño total de la atmósfera de un planeta y la cantidad de hielo de agua en su superficie, así que pasará mucho tiempo hasta que el escape atmosférico libere a Marte de toda su agua; y nuestro trabajo no altera esa conclusión», finaliza Stone.