Historia de una nube marciana

En la noche del 13 de septiembre de 2018, el joven investigador Jorge Hernández Bernal regresaba a casa tras una salida con sus amigos de Naukas Bilbao cuando recibió una notificación de Twitter en su teléfono móvil. Un bot le avisaba de que había entrado una nueva imagen de Marte tomada por la VMC (Visual Monitoring Camera) una pequeña cámara de “seguimiento visual” enviada a bordo de la sonda Mars Express de la ESA en 2003 que la agencia europea usaba simplemente para labores de divulgación. En la imagen, una de las centenares que la sonda enviaba periódicamente, le pareció distinguir un rasgón oscuro que le llamó la atención. “Me dije ‘ostras, ¿qué esto que hay aquí?’”, recuerda. “Aquí hay algo, pero no sé qué es”. 

En aquel momento no le dio más importancia, pero al cabo de unos días entraron nuevas imágenes de la VMC y la sombra seguía allí, incluso de forma más espectacular. Hernández Bernalestaba comenzando entonces su tesis sobre elestudio de fenómenos meteorológicos que se repiten anualmente en Marte y tras hablar con su supervisor, el prestigioso investigador Agustín Sánchez Lavega, empezaron a interesarse seriamente en aquella sombra que aparecía periódicamente cerca del volcán Arsia Mons, de 20 km de altura. Tres años después, Hernández Bernal y su equipo del grupo de Ciencias Planetarias de la UPV/EHU han publicado un estudio en la revista Journal of Geophysical Research en el que describen por primera vez con detalle la existencia de una gigantesca nube de hielo de agua que puede llegar a medir unos 1800 km de largo y 150 km de ancho, que se extiende cada mañana durante unas horas en el cielo marciano en los meses de primavera.

El fenómeno, explica Hernández Bernal, se produce en la primavera del hemisferio sur de Marte y en principio piensan que se trata de una nube orográfica, es decir, que se forma cuando el volcán actúa como un obstáculo para el viento. “Es evidente que se forma por interacción con el volcán porque siempre se forma ahí”, explica el investigador a Vozpópuli. “Lo más sencillo es que se produzca como en la Tierra, que vientos desde el este choquen contra el volcán y asciendan, o bien puede suceder que el viento venga del lado contrario y suba”.

Este aire ascendente y cargado de humedad se condensa al enfriarse en altura y forma los millones de cristalitos de hielo que componen la inmensa nube alargada, que se forma a una altura de 45 km (25 km por encima del volcán). Los científicos creen que esta altura se alcanza por las características de la atmósfera marciana, donde no hay un salto entre la troposfera y la mesosfera. “En la Tierra tenemos la estratosfera y hace difícil que las masas de aire suban más arriba, pero en Marte la estructura es diferente, se pasa directamente a la mesosfera, lo que hace que las nubes tiendan a ser muy altas”, apunta Hernández Bernal.

Vientos de 600 km/h

Una de las características más llamativas de esta gigantesca nube es la velocidad a la que se mueven los vientos en su interior, de hasta 600 km/h. “El modelo no predice esos vientos a esa altura”, admite el investigador. “Para esa posición, predice vientos de la mitad de velocidad. La media es de 400 km/h y el modelo predice que debía ser entre 200 y 300 km/h”, explica. Otro hecho que llama la atención de los científicos es que la nube no siempre aparece en la misma posición. Su trayectoria varía ligeramente a diario y en los diferentes años. En 2016 se produjo una anomalía interanual y la nube estaba situada mucho más al sur de la media, lo que les lleva a preguntarse si existe algún tipo de fenómeno que pueda explicarlo.

Gracias a la observación y análisis sistemático de centenares de imágenes tomadas en la ultima década, el equipo de la UPV/EHU ha podido documentar muy bien la dinámica diaria de esta nube, que funciona “como un reloj”.  En el periodo de primavera en que se manifiesta, la nube comienza creciendo antes del amanecer, se expande rápidamente, y luego deja de expandirse para desaparecer a última hora de la mañana, a medida que el sol va haciendo aumentar la temperatura. Los autores dele studio también han detectado un momento en que la nube se separa del volcán antes de desvanecerse. “Gracias a la cámara de la sonda MAVEN, hemos visto que cada día, a partir de cierta hora, la nube se desacopla del volcán, es decir, se deja de formar nube y los vientos siguen soplando y se la llevan hasta que desaparece”, explica Hernández Bernal.

“En Marte hay tres tipos de nubes principalmente”, explica Jorge Pla-García investigador del Centro de Astrobiología (CAB), especialista en la atmósfera marciana. “Por un lado están las del cinturón ecuatorial, que se forman siempre en la misma época, las de la vecindad polar y las nubes orográficas, que se producen en las laderas de las grandes montañas y se forman por ascensos de masas de aire”. Estas últimas son las que han visto los investigadores sobre el volcán Arsia cuya dirección y velocidad se explican por la propia dinámica atmosférica de Marte. En la dinámica global hay vientos que se mueven de norte a sur o viceversa en función de en qué hemisferio incida el sol y en la regional se produce una especie de “danza térmica” entre la zona que calienta el sol y la que está de noche. “Son justo estos vientos térmicos - de ladera -los que forman la nube que han publicado Hernández Bernal y su equipo en su artículo”, explica Pla-García. “La nube se forma a primera ahora de la mañana, que es cuando las masas de aire empiezan a ascender, por los flancos del monte Arsia, impulsados por el calentamiento del sol”.

La importancia de tomar perspectiva

Una de las lecciones más interesantes que deja el hallazgo de esta gigantesca nube es el hecho de que no fuera detectada con los instrumentos más caros y sofisticados enviados para estudiar Marte, sino con una cámara de baja calidad capaz de ofrecer una perspectiva más amplia. “La cámara VMC estaba pensada para registrar la separación del Beagle 2 y poco más”, explica Hernández Bernal. “Pero captaba la superficie de Marte a distintas horas del día y permitía seguir la evolución de un determinado fenómeno a lo largo de un periodo de tiempo prolongado”. La mayoría de las sondas que orbitan el planeta rojo tienen órbitas sincronizadas con el sol, de manera que puedan aprovechar la luz solar para observar su superficie durante más tiempo. Pero esto les impide captar algunos fenómenos en regiones y periodos concretos. 

“Muchos orbitadores marcianos no pueden siquiera observar esta parte de la superficie del planeta hasta primera hora de la tarde, debido a las propiedades de sus órbitas, por lo que esta es la primera exploración detallada de este interesante fenómeno”, explica Agustín Sánchez Lavega, catedrático de la UPV/EHU, coautor del estudio y responsable científico de la VMC. Por suerte, a partir de 2014, con la llegada de MAVEN - que no está sincronizada con el sol - se pudo registrar una gran cantidad de información que ha sido muy útil para caracterizar la nube alargada del volcán Arsia.

"A veces, cuando miras con cámaras telescópicas, ocurre que los árboles no nos dejan ver el bosque”

“Se estaban perdiendo cosas”, explica Hernández Bernal. “Nuestra cámara, aunque no sea muy buena, tiene un campo de visión muy amplio y una órbita tan excéntrica que permite ver todo el disco del planeta. Eso nos a una perspectiva diferente y nos permite ver cosas a gran escala y podemos ver hasta el mediodía”, concluye. “Porque a veces, cuando miras con cámaras telescópicas, ocurre que los árboles no nos dejan ver el bosque”.

Referencia:  An Extremely Elongated Cloud Over Arsia Mons Volcano on Mars: I. Life Cycle (Journal of Geophysical Research) DOI: 10.1029/2020JE006517