Revelación de la enorme tormenta de polvo en Marte

La tormenta de polvo global marciana del verano de 2018 brindó oportunidades de aprendizaje sin precedentes. Por primera vez, la humanidad tiene ocho naves espaciales orbitando Marte o deambulando por la superficie de Marte. Esta es la tormenta de polvo global más grande jamás observada por un explorador robótico.

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 pueden haber afectado el agua, los vientos y el clima de la antigua Marte, y cómo podrían afectar el clima y la energía solar futuros.

Fotos tomadas por la cámara del mástil de Curiosity entre SOL 2075 y SOL 2170 en Marte muestran una tormenta de polvo que avanza, tomadas entre el 8 de junio de 2018 y el 13 de septiembre de 2018. .

Las tormentas de polvo marcianas son comunes, especialmente en primavera y verano en el hemisferio sur de Marte. Suelen durar varios días y pueden cubrir un área de la Tierra del tamaño de Estados Unidos. Pero las tormentas de polvo que rodean el planeta son impredecibles y a veces duran meses. ¿Por qué?

Scott Guzewich, científico atmosférico del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, es también el investigador principal del estudio de tormentas de polvo de la NASA. "Todavía no sabemos qué está impulsando este cambio, pero la tormenta de 2018 proporciona otro dato", dijo.

El primer avistamiento de la NASA de una tormenta de polvo global en Marte fue en 1971, el entonces Mariner 9, la primera nave espacial en orbitar otro planeta, llegó a un planeta rojo envuelto en polvo. Desde entonces, hemos sido testigos de tormentas globales marcianas en 1977, 1982, 1994, 2001, 2007 y 2018.

Durante la reciente tormenta de polvo global marciana, vimos tres cosas desde el espacio y la Tierra que ayudaron a resolver algunas preguntas abiertas y expusieron otras nuevas:

Los átomos de hidrógeno escaparon de la atmósfera superior de Marte. , mientras que en Marte quedó atrapada agua que contenía hidrógeno pesado (deuterio). El escape de hidrógeno ayudó a Marte a transformarse de un planeta húmedo hace 4.500 millones de años al mundo árido que es hoy.

¿Una tormenta de polvo global arrasará con el agua de Marte?

Los científicos han encontrado muchas evidencias de que Marte tuvo ríos, lagos e incluso océanos hace miles de millones de años. Los lechos secos de los ríos, las costas antiguas y la química salada de la superficie son todas pistas. Pero ¿por qué ha desaparecido la mayor parte del agua? ¿Cómo desaparecieron? Geronimo Villanueva, experto en agua marciana del Goddard de la NASA, cree que las tormentas de polvo globales en Marte podrían proporcionar una explicación.

Villanueva, en colaboración con colegas de la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Roscosmos, confirmó que las poderosas tormentas de polvo globales parecen transportar vapor de agua desde una altura típica de 20 kilómetros sobre la superficie marciana a una altitud mayor. de al menos 80 kilómetros. El Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA observó un fenómeno similar en 2007.

Al inyectar agua en la atmósfera superior, las tormentas de polvo globales marcianas podrían alterar el ciclo del agua marciano, evitando que el agua se condense y vuelva a caer a la superficie. En la Tierra, el agua cae en forma de lluvia y nieve. Es posible que el mismo proceso haya existido en Marte hace miles de millones de años.

Villanueva y sus colegas especulan que a mayores altitudes, la atmósfera de Marte es particularmente delgada, lo que permite que la radiación solar penetre fácilmente en las moléculas de agua y expulse sus elementos constituyentes al espacio. Villanueva, que ha pasado su carrera reconstruyendo la historia del agua en Marte, cree que cuando el agua se eleva más alto en la atmósfera, es más probable que sea arrastrada por el viento.

El 10 de abril de 2019, Villanueva y sus colegas informaron en la revista Nature, revisada por pares, que habían descubierto evidencia de desvanecimiento en Marte utilizando el ExoMars Tracking Gas Orbiter.

El orbitador midió moléculas de agua a diferentes altitudes antes y después de la tormenta de 2018. Por primera vez, los científicos han visto que todos los tipos de moléculas de agua, tanto ligeras como pesadas, llegan a la "zona de escape" de la atmósfera superior, una idea importante sobre cómo desaparece el agua de Marte. Ahora, dijo Villanueva, los científicos tendrán que tener en cuenta esta nueva información en sus predicciones sobre cuánta agua fluyó en el antiguo Marte y cuánto tiempo tardó en desaparecer.

La superficie de Marte está cubierta de arena que es movida constantemente por los vientos del planeta. Esto crea un paisaje desértico en constante evolución con diversas dunas de arena. Marte está salpicado de dunas de arena sueltas que varían en altura desde unos pocos metros hasta más que algunos de los rascacielos más altos de la Tierra. Las imágenes tomadas por el instrumento HiRISE (High-Resolution Imaging Science Equipment) del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA permiten a los científicos estudiar las dunas de Marte con un detalle sin precedentes. Las imágenes en color mejoradas tomadas desde la órbita revelan características de su forma, composición y movimiento a lo largo del tiempo, proporcionando pistas sobre la atmósfera dinámica de Marte y su clima actual.

Las tormentas de polvo globales de Marte no parecen haber cambiado significativamente la forma de las dunas marcianas

Para los científicos que rastrean qué tan lejos viajan las dunas de arena en la superficie, las tormentas de polvo globales de Marte proporcionan Se brinda la oportunidad de investigar las direcciones del viento en el Planeta Rojo. Se brinda evidencia clave. Los científicos alguna vez pensaron que sólo los fuertes vientos durante las tormentas de polvo globales podían mover las vastas dunas de arena de Marte, porque la atmósfera ultradelgada de Marte hace que los vientos de 160 kilómetros por hora se sientan como brisas. Sin embargo, las imágenes de orbitadores y módulos de aterrizaje a lo largo de décadas han demostrado que la arena de Marte se mueve constantemente, lo que significa que no necesita fuertes ráfagas de viento para moverse. Esto fue una sorpresa para los investigadores.

Ahora que los científicos finalmente han podido observar una tormenta de polvo global marciana desde la Tierra a través del rover Curiosity de la NASA, han notado otra característica sorprendente de los vientos marcianos: los vientos más fuertes no parecen ser más fuertes. de lo normal para mover más arena. Mariah Baker de la Universidad Johns Hopkins, que ayuda a rastrear los cambios en las ondas de arena marcianas. Ella cree que esto se suma al misterio de cómo funcionan los vientos superiores marcianos.

Los análisis en curso en Marte revelarán si el cráter Gale, donde se encuentra Curiosity, es único. Además, los científicos señalan que los vientos en el cráter Gale pueden comportarse de manera diferente.

Si las dunas de Marte no se mueven mucho durante las tormentas, probablemente haya una buena razón para ello: los vientos que arremolinan el polvo en la atmósfera pueden no ser lo mismo que los vientos en la superficie.

Algunos científicos creen que cuando el polvo fue arrastrado a la atmósfera durante las tormentas globales de Marte, impidiendo que la luz solar llegara a la superficie, cerró los procesos de generación de viento cerca de la superficie que normalmente serían causados ​​por fluctuaciones de temperatura entre el aire y el suelo.

Cualquiera que sea el motivo, comprender cómo se comportan hoy las dunas puede ayudarnos a arrojar luz sobre el antiguo clima de Marte.

Podemos observar las areniscas en forma de viento en el suelo y ver las dunas de arena que se están moviendo ahora, lo que nos dice cómo eran esas dunas hace miles de millones de años cuando se movían y ahora están fijas en the rock record ¿Cómo era la situación aquí?

En 2017, la cámara de navegación del rover Curiosity de la NASA en Marte observó varios ciclones que transportaban polvo marciano a través del cráter Gale. Las tormentas de arena son causadas por la luz solar que calienta el suelo y provoca que aumente la convección del aire.

Los tornados de polvo son masas arremolinadas de aire y polvo que son comunes en Marte. Se forman cuando el aire caliente de la superficie se eleva, creando un flujo de aire que crea un ciclón. Estos ciclones son útiles para limpiar el polvo de los paneles solares de las naves espaciales. Por tanto, es importante saber con qué frecuencia ocurren.

Comprender el impacto de las tormentas globales marcianas en los ciclones de polvo es importante para planificar cómo alimentar los equipos en futuras misiones a Marte, afirmó Guzevic.