Tormentas de polvo anómalas explican parte de la desaparición del agua en Marte

Un equipo científico coliderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IAA-CSIC) y la Universidad de Tokio ha demostrado por primera vez que una tormenta de polvo anómala e intensa, aunque de escala local, pudo desempeñar un papel decisivo en la pérdida de agua de Marte. El estudio, publicado en la revista Communications: Earth & Environment, aporta una nueva perspectiva sobre cómo el planeta rojo evolucionó hasta convertirse en el mundo árido que conocemos hoy.

La imagen actual de Marte contrasta con las evidencias geológicas que revelan un pasado mucho más húmedo. Canales fluviales, minerales alterados por el agua y otras huellas indican que, en sus primeros tiempos, el planeta albergó importantes reservas hídricas. Sin embargo, reconstruir el proceso por el cual desapareció gran parte de ese agua sigue siendo uno de los grandes desafíos de la ciencia planetaria.

Según explica Adrián Brines, investigador del IAA-CSIC y coautor principal del trabajo, este hallazgo “revela el impacto de este tipo de tormentas en la evolución climática del planeta y abre una nueva vía para entender cómo Marte perdió gran parte de su agua a lo largo del tiempo”.

El papel del hidrógeno en la pérdida de agua

Para cuantificar cuánta agua ha perdido Marte, los científicos miden el escape de hidrógeno al espacio, ya que este elemento se libera cuando el agua se descompone en la atmósfera por efecto de la radiación solar. Las mediciones actuales indican que, a lo largo de miles de millones de años, Marte ha perdido una cantidad de agua suficiente como para cubrir gran parte de su superficie con cientos de metros de profundidad.

Al igual que la Tierra, Marte presenta estaciones debido a la inclinación de su eje. No obstante, su órbita es más elíptica, lo que provoca que durante parte del año el planeta esté más cerca del Sol y reciba mayor energía. Además, la marcada diferencia de elevación entre sus hemisferios, con un norte más bajo que el sur, hace que los veranos australes sean mucho más cálidos y dinámicos.

Durante ese verano del hemisferio sur, la atmósfera marciana se carga de polvo, se calienta y facilita que el vapor de agua ascienda a capas muy altas, donde se descompone y libera hidrógeno que escapa al espacio. Por el contrario, durante el verano boreal, el vapor de agua suele permanecer en capas bajas, lo que reduce significativamente su pérdida. Este ciclo ha sido considerado hasta ahora el principal mecanismo de pérdida de agua en Marte.

Un episodio inesperado en el hemisferio norte

El nuevo estudio detectó un aumento inusual de vapor de agua en la atmósfera media de Marte durante el verano del hemisferio norte del año marciano 37, equivalente aproximadamente al periodo 2022-2023 en la Tierra. Este incremento estuvo asociado a una tormenta de polvo anómala, un fenómeno que hasta ahora no se consideraba relevante en esa estación.

El hallazgo ha sido posible gracias a la combinación de datos del Trace Gas Orbiter (TGO) de la misión ExoMars de la Agencia Espacial Europea y su instrumento NOMAD, en cuyo equipo científico participa activamente el IAA-CSIC, junto con observaciones del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA y de la Emirates Mars Mission (EMM).

“Gracias a la monitorización constante y a las herramientas de análisis del IAA-CSIC, hemos podido estudiar la distribución vertical del vapor de agua, la presencia de polvo, la formación de nubes de hielo y el escape de hidrógeno al espacio”, detalla Brines.

Vapor de agua a alturas récord

Durante este episodio, la tormenta de polvo provocó una inyección repentina y muy intensa de vapor de agua que alcanzó altitudes de entre 60 y 80 kilómetros, especialmente en las latitudes altas del hemisferio norte. En esas capas, la cantidad de agua fue hasta diez veces superior a la habitual, un comportamiento nunca observado en años marcianos anteriores y que no predicen los modelos climáticos actuales.

Además, el exceso de vapor de agua no se limitó a una región concreta, sino que se detectó de forma simultánea en todas las longitudes del planeta, lo que indica una rápida redistribución global. Tras varias semanas, la concentración de polvo regresó a valores normales y el vapor de agua volvió a concentrarse en capas bajas.

Las observaciones independientes de las misiones EMM y MRO mostraron que, poco después, aumentó de forma notable la cantidad de hidrógeno en la exobase, la región donde la atmósfera se mezcla con el espacio. Como consecuencia, el escape de hidrógeno se incrementó aproximadamente 2,5 veces respecto a años anteriores durante la misma estación.

Aunque este episodio fue breve y menos intenso que los grandes eventos asociados al verano austral o a las tormentas globales de polvo, demuestra que Marte puede perder agua de manera significativa incluso en periodos tradicionalmente considerados tranquilos.

“Estos resultados aportan una nueva pieza al retrato incompleto de cómo Marte ha ido perdiendo su agua durante miles de millones de años y muestran que episodios cortos pero intensos pueden tener un papel relevante en la evolución climática del planeta rojo”, concluye Brines.

Fuente: CSIC