Marte produce patrones de nubes sorprendentemente similares a la Tierra

La temporada de primavera en el hemisferio norte de Marte se caracteriza por una rica actividad dinámica atmosférica. Esta actividad ocurre en el borde del casquete polar, a menudo revelada por la presencia de tormentas de polvo locales.

Un nuevo estudio profundiza en dos tormentas de polvo marcianas que ocurrió cerca del Polo Norte marciano en 2019. Los patrones de nubes son sorprendentemente similares a los de la Tierra, lo que apunta a procesos de formación similares.

Mars Express de la ESA monitoreó las tormentas durante la primavera en el Polo Norte. Descubrió que Marte produce patrones de nubes sorprendentemente parecidos a los de la Tierra que recuerdan a los de las regiones tropicales de nuestro planeta.

Dos cámaras a bordo Mars Express – la Cámara de Monitoreo Visual (VMC) y la Cámara Estéreo de Alta Resolución (HRSC) – junto con la cámara MARCI a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, tomaron imágenes de las tormentas desde la órbita.

La secuencia de imágenes de VMC demuestra cómo las tormentas exhiben ciclos recurrentes de crecimiento y desaparición durante días. Las vistas más amplias de las imágenes HRSC muestran claramente estructuras en espiral. Las espirales, que van desde 1000 a 2000 km, comparten la misma génesis de ciclones extratropicales que las que se ven en las latitudes y latitudes medias de la Tierra.

Las imágenes revelan un fenómeno particular en Marte. Muestran que las tormentas de polvo marcianas están formadas por células de nubes más pequeñas espaciadas regularmente dispuestas como granos o guijarros. La textura también se ve en las nubes en atmósfera terrestre.

La secuencia de imágenes de VMC demuestra cómo las tormentas exhiben ciclos recurrentes de crecimiento y desaparición en el transcurso de los días. Las vistas más amplias de las imágenes HRSC muestran claramente estructuras en espiral. Las espirales, que van desde 1000 a 2000 km, comparten la misma génesis de ciclones extratropicales que las que se ven en las latitudes y latitudes medias de la Tierra.

Las imágenes muestran un fenómeno marciano específico. Demuestran que las tormentas de polvo marcianas están compuestas de células de nubes más pequeñas espaciadas uniformemente y dispuestas como granos o guijarros. También se puede ver que las nubes en la atmósfera de la Tierra tienen una textura.

La convección, donde el aire caliente sube porque es menos denso que el aire más frío, crea texturas reconocibles. Cuando el aire sube en el centro de diminutas células nubosas, se produce este tipo de convección, conocida como convección de célula cerrada. Los espacios del cielo alrededor de las células de la nube son las vías para que el aire más frío se hunda debajo del aire caliente que asciende.

On La Tierra , el agua está presente en el aire ascendente, que se condensa para crear nubes. Las imágenes de nubes de polvo de la Mars Express demuestran el mismo fenómeno, pero en Marte, las columnas de aire que ascienden están hechas de polvo en lugar de agua. El aire lleno de polvo es calentado por el Sol, lo que hace que ascienda y forme células de polvo. Las áreas de aire hundido que tienen menos polvo rodean las celdas. Esto da como resultado el patrón granular que también se puede ver en las imágenes de las nubes en la Tierra.

Los científicos rastrearon el movimiento de la célula dentro de las imágenes para medir la velocidad del viento. Se encontró que el viento sopla sobre las características de las nubes a velocidades de hasta 140 km/h. Esto ensancha la forma de las celdas en la dirección del viento. A pesar de las atmósferas caóticas y dinámicas de Marte y la Tierra, la naturaleza crea estos patrones ordenados.

Colin Wilson, científico del proyecto Mars Express de la ESA, dijo: “Al pensar en una atmósfera similar a la de Marte en la Tierra, uno podría pensar fácilmente en un desierto o una región polar. Es bastante inesperado, entonces, que a través del seguimiento del movimiento caótico de las tormentas de polvo, se puedan establecer paralelismos con los procesos que ocurren en las regiones tropicales húmedas, calientes y decididamente muy poco parecidas a Marte de la Tierra”.

Las fotos de VMC han hecho factible medir la altitud de las nubes de polvo, lo cual es un descubrimiento significativo. La altura de las nubes sobre el superficie marciana se determina midiendo la longitud de las sombras que arrojan y combinando esa información con el conocimiento de la posición del Sol. Los hallazgos mostraron que el polvo puede elevarse de 6 a 11 km sobre la superficie y que las células a menudo tenían diámetros horizontales de 20 a 40 km.

Agustín Sánchez-Levaga de la Universidad del País Vasco UPV/EHU (España), quien lidera el equipo científico de VMC y es el autor principal de un artículo, dijo, “A pesar del comportamiento impredecible de las tormentas de polvo en Marte y las fuertes ráfagas de viento que las acompañan, hemos visto que, dentro de su complejidad, pueden surgir estructuras organizadas como frentes y patrones de convección celular”.

“Tal convección celular organizada no es exclusiva de la Tierra y Marte; Podría decirse que las observaciones de la atmósfera de Venus realizadas por Venus Express muestran patrones similares. Nuestro trabajo sobre la convección seca de Marte es un ejemplo más del valor de los estudios comparativos de fenómenos similares que ocurren en atmósferas planetarias para comprender mejor los mecanismos subyacentes en diferentes condiciones y entornos”.

Referencia de la revista:

1. A. Sánchez-Lavega et al. Patrones celulares y convección seca en tormentas de polvo texturado en el borde del casquete polar norte de Marte. Icarus. DOI: 10.1016/j.ícaro.2022.115183