Si algún día los viajes interplanetarios tripulados se hicieran realidad y el turismo de masas invadiera el Sistema Solar, probablemente Marte sería el destino turístico más demandado. Su espectacular orografía, la más extrema del Sistema Solar, atraería a montañeros y aventureros. El turista menos atrevido podría visitar los lechos de los valles por donde, en un pasado remoto, el agua circulaba, o los campos de dunas del hemisferio Norte. Además Marte es, de todo el Sistema Solar, el cuerpo más parecido a nuestro planeta y el que tiene un clima más benigno. Marte, cuyos días tienen una duración similar a la de los días terrestres, está situado solo ligeramente (a la escala del Sistema Solar) más lejos del Sol que la Tierra. Por ello, sus temperaturas son algo más frías que las terrestres, pero mucho más amigables que las gélidas temperaturas de los remotos planetas gaseosos o las abrasadoras de Mercurio y Venus. El eje de rotación marciano tiene una inclinación similar a la del eje terrestre, por lo que el año marciano (que dura unos 687 días), está marcado, como el año terrestre, por un ciclo estacional. Pero la atmósfera de Marte también produce algunos de los fenómenos climáticos más exóticos, sin parangón en ninguno de los otros cuerpos que forman nuestro Sistema Solar
Deconstruyendo...
EL EXÓTICO CLIMA MARCIANO
Francisco González Galindo
Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)
Tags: marte, clima, atmósfera, agua, polvo

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LA ATMÓSFERA DE MARTE


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Entre las características que diferencian la atmósfera marciana de la terrestre podemos destacar dos. En primer lugar, la atmósfera marciana se compone mayoritariamente por dióxido de carbono (CO2), en lugar de la mezcla de nitrógeno (N2) y oxígeno (O2) que hace respirable la atmósfera terrestre. En segundo lugar, la atmósfera de Marte es mucho más tenue: la presión media en superficie es más de cien veces menor que la presión a nivel del mar en la Tierra. Esto tiene importantes implicaciones: a estas presiones, el agua no puede hallarse en estado líquido y pasa directamente de estado gaseoso a estado sólido, y viceversa. Es decir, en condiciones normales, no puede haber agua líquida en la superficie del planeta rojo.

Además, una atmósfera fina, como la marciana, tiene mucha menos capacidad para redistribuir la energía que una atmósfera densa, como la venusina. Por ello, las variaciones de temperatura en Marte, tanto entre día y noche como entre las distintas estaciones, son mayores a las que estamos acostumbrados en nuestro planeta. Así, si en un buen día de verano, a mediodía, la temperatura en Marte puede ser similar a la de un día primaveral en España, unos 10-20 grados, al caer la noche el termómetro puede bajar hasta unos heladores -60 grados. Y si nos desplazamos hasta el polo del hemisferio de invierno las temperaturas descienden por debajo de los -140 grados. Otra consecuencia curiosa de la naturaleza tenue de la atmósfera reside en que, en las capas atmosféricas más cercanas a la superficie del planeta, la temperatura varía fuertemente con la altura. Durante el día, un turista que posara sus pies en Marte tendría los pies unos 20 grados más calientes que la cabeza.

 

UNA ATMÓSFERA QUE SE CONGELA


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Las temperaturas que se alcanzan en invierno en las regiones polares son tan frías que el CO2 atmosférico se congela y se deposita en superficie, lo que da lugar a los casquetes polares. Al llegar la primavera, y con ella los primeros rayos de sol, la temperatura aumenta, el casquete polar comienza a sublimar y el CO2 vuelve a la atmósfera en forma gaseosa (tampoco el CO2 puede estar en estado líquido en Marte). Un turista ingenuo podría pensar que esto no es nada especialmente exótico: también nuestro planeta tiene casquetes polares. Sin embargo, hay una diferencia fundamental. En la Tierra es el vapor de agua, un componente minoritario de la atmósfera, el que se congela y forma los casquetes polares, por lo que este ciclo no afecta a la masa atmosférica. En Marte es el componente mayoritario de la atmósfera, el dióxido de carbono, el que se deposita en los casquetes polares, de forma que en este ciclo de congelación y sublimación interviene hasta una tercera parte de la atmósfera. Esto hace que la presión superficial tenga fuertes variaciones, de hasta un 30%, durante un año marciano.

 

 

AGUA, NUBES Y ¡NIEVE!


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La atmósfera de Marte es extremadamente seca. Si concentráramos en la superficie toda el agua que hay en la atmósfera de Marte, formaría una capa de un espesor de solo unas cuarenta micras (una micra es una millonésima parte de un metro). Sin embargo, como las temperaturas atmosféricas son muy bajas, el aire se satura fácilmente de agua y da lugar a nubes o a la formación de escarcha durante la noche. Las nubes, más abundantes en las regiones polares durante el invierno y en regiones ecuatoriales durante el equinoccio de primavera, tienen características que serían familiares para un turista terrestre. Los flancos de las altas montañas marcianas suelen tener asociados penachos de nubes, y, al amanecer, pueden formarse nieblas en el fondo de los valles. Como estas nubes están formadas por partículas de hielo de agua muy pequeñas, no producen precipitación: son similares a los cirros terrestres. Sin embargo, recientemente, la sonda Phoenix, que se posó en superficie en las altas latitudes del hemisferio norte de Marte, observó cómo de una nube se desprendían penachos de partículas de hielo, que llegaban hasta la superficie. ¡Por primera vez veíamos cómo nevaba en Marte!

Además de estas nubes de hielo de agua, en Marte también se forman unas nubes más exóticas, compuestas por hielo de dióxido de carbono. Estas nubes suelen producirse en la fría noche polar, o en capas muy altas (entre 60 y 100 km de altura) de la atmósfera.

 

 

POLVO


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Si existe un elemento que define la atmósfera de Marte, se trata de la presencia de polvo en suspensión. El fino polvo marciano se halla siempre presente en la atmósfera marciana, de manera que la deposición de polvo sobre los paneles solares es uno de los problemas elementales a los que deben hacer frente los robots que operan en la superficie del planeta. En las planicies marcianas, durante las horas de mayor temperatura, suelen formarse remolinos de polvo similares a los que se forman en los desiertos terrestres, pero con alturas que pueden llegar a los diez kilómetros y que dejan a su paso marcas características sobre la superficie del planeta. A escalas mayores, es frecuente la formación de tormentas de polvo, que suelen abarcar cientos de kilómetros pero que en ocasiones pueden llegar a cubrir todo el planeta. Estas grandes tormentas de polvo afectan a la temperatura atmosférica, ya que el polvo absorbe eficientemente la radiación solar. Se forman siempre en la misma época, cuando es verano en el hemisferio sur y el planeta se sitúa en el perihelio de su órbita (el punto más cercano al Sol). Sin embargo, no todos los años se forman estas tormentas globales: por qué unos años el polvo cubre todo el planeta y otros no es uno de los grandes misterios por resolver del planeta vecino. 

 

 

FIN DEL VIAJE


Como cada vez que visitamos un nuevo lugar, muchos rincones del clima marciano se nos quedan sin explorar: la reciente (y aún controvertida) detección de metano en su atmósfera o el motivo de que, si Marte hoy día no puede albergar agua líquida, haya fuertes evidencias geológicas de su presencia en el pasado remoto (y no tan remoto). Habrá que ir buscando billete para una nueva visita al planeta rojo.

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PIES DE FOTO:

Evolución del casquete polar norte con el paso de las estaciones. Durante el invierno, el casquete polar ocupa gran parte de la región de altas latitudes (izquierda). Con la llegada de la primavera, el casquete comienza a retroceder (centro) hasta alcanzar su mínima extensión al final del verano (derecha).

Imágenes tomadas por el telescopio espacial Hubble. Crédito: JPL/NASA/STScI.

Nubes en el cielo marciano sobre el cráter Endurance. Las nubes presentan una apariencia filamentosa, similar a los cirros terrestres. Imágenes tomadas por el robot Opportunity (NASA/JPL)

Escarcha sobre la superficie de Marte, en una imagen tomada por la sonda Viking Lander 2. La escarcha se forma en los meses de otoño e invierno, y forma una capa extremadamente fina, posiblemente de unas pocas micras de espesor. Crédito: NASA/JPL

Dos caras del planeta: en condiciones normales (izda),vemos detalles de su superficie. Pocos meses después, una tormenta global de polvo oculta la superficie del planeta (dcha). NASA, James Bell (Cornell Univ.), Michael Wolff (Space Science Inst.), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Remolinos de polvo pasando cerca del robot Spirit. Estos remolinos son especialmente frecuentes en primavera y verano y pueden llegar a tener varios kilómetros de altura. Crédito: NASA/JPL/Texas A&M

 

 

 


Sobre el autor:

Francisco González Galindo
Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)
Francisco González Galindo es licenciado en Física por la Universidad de Granada (especialidad Física Teórica) En Septiembre de 2001 se incorporó al IAA para realizar una tesis doctoral dedicada al desarrollo de modelos unidimensionales de los procesos que afectan a la alta atmósfera de Marte En Diciembre de ese año se incorpora al Laboratoire de Météorologie Dynamique, de la Universidad Paris VI y el CNRS donde se dedica a desarrollar modelos tridimensionales de circulación general para el estudio de la alta atmósfera de Marte. Actualmente trabaja en el IAA-CSIC trabajando en la utilización de modelos de circulación general en el análisis de datos de diversas misiones marcianas.
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