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Algunas nubes han sido añadidas a esta ilustración de Marte. Imagen: NASA. Fuente: MIT.
A primera vista, las nubes de Marte podrían confundirse fácilmente con las de la Tierra: imágenes del cielo marciano, tomada por el rover Opportunity de la NASA, muestran bandas diáfanas y de gran altitud similares a nuestros cirros.
Estas nubes del planeta rojo probablemente estén formadas de dióxido de carbono o cristales de hielo con base de agua. Sin embargo, resulta difícil averiguar las condiciones exactas en las que se forman desde nuestro planeta.
Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han ideado una solución para este problema: recrearon las condiciones de Marte en el interior de una cámara de tres pisos de altura situada en Alemania, en cuyo interior ajustaron la temperatura y la humedad relativa para hacerla coincidir con las condiciones marcianas. Así, esencialmente, consiguieron formar nubes de Marte en la Tierra, publica el MIT.
De este modo, descubrieron que la formación de nubes en tales condiciones requerían de un ajuste de la humedad relativa de la cámara de hasta un 190%, un porcentaje muy superior al necesario para que se formen nubes en nuestro planeta. El hallazgo podría ayudar a mejorar los modelos tradicionales de la atmósfera de Marte, muchos de los cuales presuponen que las nubes marcianas requieren niveles de humedad similares a los encontrados en la Tierra.
Estos modelos son en general “muy simples”, afirma Dan Cziczo, uno de los autores de la investigación. Cziczo cree que esta nueva aproximación resultará útil además para la comprensión sobre cómo el planeta rojo transporta el agua a través de la atmósfera. Sus hallazgos han aparecido publicados en el Journal of Geophysical Research: Planets.
Estas nubes del planeta rojo probablemente estén formadas de dióxido de carbono o cristales de hielo con base de agua. Sin embargo, resulta difícil averiguar las condiciones exactas en las que se forman desde nuestro planeta.
Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han ideado una solución para este problema: recrearon las condiciones de Marte en el interior de una cámara de tres pisos de altura situada en Alemania, en cuyo interior ajustaron la temperatura y la humedad relativa para hacerla coincidir con las condiciones marcianas. Así, esencialmente, consiguieron formar nubes de Marte en la Tierra, publica el MIT.
De este modo, descubrieron que la formación de nubes en tales condiciones requerían de un ajuste de la humedad relativa de la cámara de hasta un 190%, un porcentaje muy superior al necesario para que se formen nubes en nuestro planeta. El hallazgo podría ayudar a mejorar los modelos tradicionales de la atmósfera de Marte, muchos de los cuales presuponen que las nubes marcianas requieren niveles de humedad similares a los encontrados en la Tierra.
Estos modelos son en general “muy simples”, afirma Dan Cziczo, uno de los autores de la investigación. Cziczo cree que esta nueva aproximación resultará útil además para la comprensión sobre cómo el planeta rojo transporta el agua a través de la atmósfera. Sus hallazgos han aparecido publicados en el Journal of Geophysical Research: Planets.
AIDA se llena de nubes del planeta rojo
El equipo llevó a cabo la mayor parte de los experimentos durante el verano de 2012 en Karlsruhe, Alemania, en las instalaciones Aerosol Interaction and Dynamics in the Atmosphere (AIDA) , un antiguo reactor nuclear que se ha convertido en la cámara de nubes más grande del mundo.
La instalación fue diseñada originalmente para estudiar las condiciones atmosféricas de la Tierra, pero Cziczo se dio cuenta de que AIDA podría ser adaptada para simular las condiciones de Marte. Para ello, el equipo drenó todo el oxígeno de la cámara y lo sustituyó por nitrógeno inerte o dióxido de carbono, que son los componentes más comunes de la atmósfera marciana.
A continuación generaron una tormenta de polvo, bombeando partículas finas similares en tamaño y composición al polvo mineral de Marte. De manera muy similar a como sucede en la Tierra, estas partículas actúan como “semillas” de nubes, porque a ellas se adhiere el vapor de agua para formarlas.
Después de "sembrar" la cámara, los investigadores ajustaron su temperatura, primero a las temperaturas más frías en las que se forman las nubes terrestres (alrededor del menos 27ºC) y después, progresivamente, hasta alcanzar casi los 49ºC bajo cero.
Durante más de una semana, el grupo creó 10 nubes, que tardaron unos 15 minutos en formarse. La cámara permaneció completamente aislada, por lo que los investigadores utilizaron un sistema de rayos láser cuyo haz atravesaba la cámara, para detectar la formación de las nubes.
Claves para la comprensión de Marte
Las nubes dispersaron la luz láser, y esa dispersión fue detectada y registrada por ordenadores que mostraron sus resultados: el tamaño, el número y la composición de las partículas de las nubes.
El análisis de todos estos datos durante los seis meses posteriores reveló que las nubes surgidas con temperaturas más bajas requerían de una humedad relativa muy alta para que el vapor de su agua formase cristales de hielo alrededor de cada partícula de polvo. Cziczo explica que aún no está claro por qué las nubes marcianas necesitan tales condiciones de humedad para cobrar forma, pero espera investigar esta cuestión más a fondo.
Para ello, el grupo planea regresar a Alemania el próximo otoño, cuando la cámara haya sido renovada de tal manera que permitirá realizar experimentos a temperaturas aún más bajas. Gracias a estas condiciones, se podrá imitar con mayor exactitud la atmósfera helada de Marte.
De momento, los científicos consideran que los resultados obtenidos ya son muy interesantes porque sugieren que la región polar del planeta rojo sería mucho más húmeda de lo que hasta ahora se pensaba. "Esto podría tener implicaciones importantes para los procesos del agua en la superficie y en el subsuelo poco profundo", concluyen.
El equipo llevó a cabo la mayor parte de los experimentos durante el verano de 2012 en Karlsruhe, Alemania, en las instalaciones Aerosol Interaction and Dynamics in the Atmosphere (AIDA) , un antiguo reactor nuclear que se ha convertido en la cámara de nubes más grande del mundo.
La instalación fue diseñada originalmente para estudiar las condiciones atmosféricas de la Tierra, pero Cziczo se dio cuenta de que AIDA podría ser adaptada para simular las condiciones de Marte. Para ello, el equipo drenó todo el oxígeno de la cámara y lo sustituyó por nitrógeno inerte o dióxido de carbono, que son los componentes más comunes de la atmósfera marciana.
A continuación generaron una tormenta de polvo, bombeando partículas finas similares en tamaño y composición al polvo mineral de Marte. De manera muy similar a como sucede en la Tierra, estas partículas actúan como “semillas” de nubes, porque a ellas se adhiere el vapor de agua para formarlas.
Después de "sembrar" la cámara, los investigadores ajustaron su temperatura, primero a las temperaturas más frías en las que se forman las nubes terrestres (alrededor del menos 27ºC) y después, progresivamente, hasta alcanzar casi los 49ºC bajo cero.
Durante más de una semana, el grupo creó 10 nubes, que tardaron unos 15 minutos en formarse. La cámara permaneció completamente aislada, por lo que los investigadores utilizaron un sistema de rayos láser cuyo haz atravesaba la cámara, para detectar la formación de las nubes.
Claves para la comprensión de Marte
Las nubes dispersaron la luz láser, y esa dispersión fue detectada y registrada por ordenadores que mostraron sus resultados: el tamaño, el número y la composición de las partículas de las nubes.
El análisis de todos estos datos durante los seis meses posteriores reveló que las nubes surgidas con temperaturas más bajas requerían de una humedad relativa muy alta para que el vapor de su agua formase cristales de hielo alrededor de cada partícula de polvo. Cziczo explica que aún no está claro por qué las nubes marcianas necesitan tales condiciones de humedad para cobrar forma, pero espera investigar esta cuestión más a fondo.
Para ello, el grupo planea regresar a Alemania el próximo otoño, cuando la cámara haya sido renovada de tal manera que permitirá realizar experimentos a temperaturas aún más bajas. Gracias a estas condiciones, se podrá imitar con mayor exactitud la atmósfera helada de Marte.
De momento, los científicos consideran que los resultados obtenidos ya son muy interesantes porque sugieren que la región polar del planeta rojo sería mucho más húmeda de lo que hasta ahora se pensaba. "Esto podría tener implicaciones importantes para los procesos del agua en la superficie y en el subsuelo poco profundo", concluyen.
Referencia bibliográfica:
Daniel J. Cziczo, Sarvesh Garimella, Michael Raddatz, Kristina Hoehler, Martin Schnaiter, Harald Saathoff, Ottmar Moehler, Jonathan P. D. Abbatt y Luis A. Ladino. Ice nucleation by surrogates of Martian mineral dust: What can we learn about Mars without leaving Earth? Journal of Geophysical Research: Planets (2013). DOI: 10.1002/jgre.20155.
Daniel J. Cziczo, Sarvesh Garimella, Michael Raddatz, Kristina Hoehler, Martin Schnaiter, Harald Saathoff, Ottmar Moehler, Jonathan P. D. Abbatt y Luis A. Ladino. Ice nucleation by surrogates of Martian mineral dust: What can we learn about Mars without leaving Earth? Journal of Geophysical Research: Planets (2013). DOI: 10.1002/jgre.20155.
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