Mars Express desvela los secretos de una peculiar nube

No es la primera vez que Mars Express espía esta nube que se cierne cerca del volcán Arsia Mons, al sur del ecuador marciano. Resulta sorprendente, pero Arsia Mons es el único lugar a baja latitud de Marte en el que se ven nubes —y el único de los numerosos volcanes similares de la región que presenta este tipo de nube— en esta época del año. Mars Express ha visto a diario como su velo crecía y menguaba a lo largo de la primavera y el verano, enviando imágenes sorprendentes de esta espectacular nube blanca.

No obstante, la nube resulta difícil de observar en su totalidad debido a los rápidos cambios en la dinámica de la atmósfera marciana y a las limitaciones en la órbita de muchas naves, lo que a su vez condiciona nuestro conocimiento de cómo y por qué se forma y evoluciona con el tiempo.

“Para superar estos obstáculos, utilizamos una de las herramientas secretas de Mars Express: la Cámara de Seguimiento Visual (VMC)”, señala Jorge Hernández Bernal, de la Universidad del País Vasco en Bilbao, autor principal de los nuevos hallazgos y miembro de un proyecto a largo plazo que estudia la dinámica de la nube.

El trabajo de Jorge y sus colaboradores demuestra un uso muy interesante, y que no estaba previsto, de la VMC. Este instrumento, apodado la “cámara web” de Marte, presenta una resolución similar a la de una cámara web estándar de 2003. Se instaló para confirmar visualmente que el módulo Beagle 2 se había separado con éxito de Mars Express en 2003, después de lo cual se desactivó. Años después, la cámara se reactivó y se estaba utilizando para tomar imágenes de Marte con fines de divulgación e interacción con el público, pero sin uso para la investigación científica.

“No obstante, últimamente la VMC se ha reclasificado como cámara científica”, añade Jorge. “Aunque tiene una resolución espacial baja, presenta un gran campo de visión, algo esencial para disponer de una mayor perspectiva a distintas horas del día, y es estupenda para seguir la evolución de un determinado fenómeno a lo largo de un periodo de tiempo prolongado y a pequeños intervalos. Así, hemos podido estudiar toda la nube en numerosos ciclos de vida”.

El equipo de investigadores combinó las observaciones de la VMC con las de otros dos instrumentos de Mars Express —OMEGA y HRSC-- y de otras naves, como las misiones Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) y Viking 2 de la NASA, y Mars Orbiter Mission (MOM) de la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO). “Nos hizo especial ilusión adentrarnos en las observaciones realizadas por Viking 2 en los años setenta”, reconoce Jorge. “Vimos que en aquella época ya se había capturado parte de esta fascinante nube gigantesca, y ahora estamos explorándola con todo detalle”.

Los hallazgos revelaron que, en su máxima extensión, la nube mide unos 1.800 km de largo y 150 km de ancho. Es la mayor nube “orográfica” jamás vista en Marte; esto significa que su formación es el resultado del viento que se alza empujado por formaciones topográficas (como montañas o volcanes) situadas en la superficie de un planeta. En este caso, Arsia Mons perturba la atmósfera marciana, provocando que se forme la nube; a continuación, el aire húmedo asciende por las faldas del volcán en corrientes que, más tarde, se condensan en altitudes mayores y mucho más frías.

La nube experimenta un rápido ciclo diario que se repite cada mañana durante varios meses. Comienza creciendo antes del amanecer en la ladera occidental de Arsia Mons antes de expandirse hacia el oeste durante dos horas y media a gran velocidad —más de 600 km/h— y a una altitud de 45 km. Luego deja de expandirse, se separa de su ubicación inicial y es empujada aún más hacia el oeste por vientos a gran altitud, antes de evaporarse a última hora de la mañana, a medida que aumentan las temperaturas del aire con la salida del Sol.

“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, algo posible no solo gracias a la diversidad de instrumentos de Mars Express, sino también a su órbita”, explica Agustín Sánchez-Lavega, también de la Universidad del País Vasco, coautor del estudio y responsable científico de la VMC.

No hay otro sistema climático en el sistema solar tan parecido al de la Tierra como el marciano y, aun así, los dos planetas presentan diferencias llamativas y enigmáticas. “Aunque en la Tierra se observan con frecuencia nubes orográficas, no alcanzan esta enorme longitud ni ofrecen una dinámica tan cambiante”, dice Agustín. “Comprender esta nube nos brinda una excelente oportunidad para intentar replicar su formación con modelos, modelos que mejorarán nuestros conocimientos sobre los sistemas climáticos tanto de Marte como de la Tierra”.

Además de utilizar la VMC de una forma interesantísima, Jorge, Agustín y sus colaboradores también tuvieron que afrontar el habitual reto que supone la observación de fenómenos transitorios en Marte. Las cámaras de alta resolución, como la HRSC de Mars Express, tienen campos de visión estrechos y las observaciones siempre se planifican con antelación. Así, los fenómenos meteorológicos —que suelen ser imprevisibles— normalmente se detectan por casualidad. No obstante, una vez que los investigadores comenzaron a comprender el ciclo vital y los patrones anuales de esta nube alargada, pudieron guiar al equipo de la HRSC al lugar y a la hora apropiados para capturarla mientras surgía.

“Estos hallazgos realmente demuestran los puntos fuertes de Mars Express: su órbita única, su longevidad, su calidad persistente y su capacidad de adaptación a medida que van revelándose los misterios de Marte”, apunta Dmitrij Titov, científico del proyecto Mars Express de la ESA.

“Reorientar el uso de la VMC nos ha permitido entender esta nube de una manera que, de otro modo, no habría sido posible. La VMC permite a los científicos hacer un seguimiento de las nubes, monitorizar las tormentas de polvo, sondear las estructuras de las nubes y el polvo en la atmósfera marciana, explorar los cambios en los casquetes de hielo polar y mucho más. Su reacondicionamiento no solo da apoyo al conjunto de herramientas principal de Mars Express para la exploración de Marte, también añade nuevo valor a esta longeva misión, que lleva haciendo que conozcamos mejor el Planeta Rojo desde 2003”.

Notas para los editores:

El artículo “An Extremely Elongated Cloud over Arsia Mons Volcano on Mars: I. Life Cycle”, de J. Hernández-Bernal et al., está publicado en Journal of Geophysical Research.

El estudio empleó 63 observaciones de la nube alargada de Arsia Mons (AMEC) realizadas con la VMC y otros datos de Mars Express procedentes de la Cámara Estéreo de Alta Resolución (HRSC) y el Espectrómetro de Infrarrojo y Luz visible para Cartografía Mineralógica (OMEGA).

En el estudio también se emplearon observaciones de las misiones Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) y Viking 2 de la NASA, así como de la misión Mars Orbiter Mission (MOM) de la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO).

Para ver más imágenes de AMEC, así como otras extrañas formaciones en Marte, puedes visitar la página de Flickr de la VMC, en la que se suben fotografías a diario: https://www.flickr.com/photos/esa_marswebcam/

Para más información:

Jorge Hernández Bernal
University of the Basque Country, Bilbao, Spain
Email: jorge.hernandez@ehu.eus

Agustin Sánchez-Lavega
University of the Basque Country, Bilbao, Spain
Email: agustin.sanchez@ehu.eus

Dmitri Titov
ESA Mars Express project scientist
Email: dmitri.titov@esa.int