REMS y la tormenta global de polvo en Marte

Desde finales de mayo, Marte se encuentra envuelto en una tormenta global de polvo que afecta a todo el planeta, incluido el cráter Gale, donde se encuentra el rover Curiosity. A bordo de este rover está la estación medioambiental REMS, desarrollada en el Centro de Astrobiología (CISC-INTA), que continúa enviando datos de las condiciones ambientales del planeta durante la tormenta.

El polvo es uno de los actores principales de la atmósfera de Marte. Influye notablemente en el clima, la circulación general y la variabilidad de la atmósfera marciana y, por ende, en las operaciones de las misiones de exploración. El polvo en suspensión en la atmósfera de Marte es tan fino que casi podríamos hablar de ‘humo’ de polvo. 

Las tormentas regionales de polvo suceden todos los años en el Planeta Rojo cuando la radiación solar incidente en el hemisferio sur alcanza sus niveles más altos, que coincide cuando Marte está más próximo al Sol, justo después del equinoccio de primavera; y terminan cuando la radiación solar incidente desciende en el equinoccio de otoño. Todavía se desconoce el mecanismo que provoca que estas tormentas regionales se terminen convirtiendo en una tormenta global de polvo (TGP), como al que afecta en estos momentos a Marte, pero resultan ser fenómenos cíclicos que se suceden cada 6 ó 10 años terrestres (entre 3 y 5 años marcianos).

Uno de los lugares afectados es el cráter Gale, donde se encuentra el rover Curiosity de la NASA. Gale es un cráter de impacto de 154 km de diámetro y en cuyo centro está el monte Aeolis Mons, de más de 5 km de altura respecto a la parte más deprimida del cráter. Esta estructura hace que el interior de Gale se encuentre relativamente aislado de su entorno y que los fenómenos meteorológicos que ocurren a su alrededor lleguen, en gran medida, amortiguados.

Unos de los diez instrumentos que lleva a bordo Curiosity es REMS (Rover Environmental Monitoring Station – estación ambiental de monitoreo del rover), que fue desarrollado en el Centro de Astrobiología. REMS está compuesto por una serie de sensores que miden diversas variables: humedad relativa, temperatura del aire y del suelo, dirección y velocidad del viento, presión atmosférica y radiación ultravioleta.

Al igual que en los años 70 las naves Viking nos dieron información de tormentas globales de polvo, ahora, gracias a REMS, seremos capaces de obtener información in situ de la tormenta global actual.

En los primeros días del fenómeno, la atmósfera comenzó a volverse más opaca cada sol (día marciano) y “REMS detectó que la presión empezaba a oscilar de una forma a la que no estaba acostumbrado”, comenta Javier Gómez Elvira, investigador principal de REMS. Con el paso del tiempo, REMS también ha registrado una oscilación térmica anómala. “En apenas cinco días, las temperaturas máximas de Marte bajaron 30ºC y las mínimas subieron 10ºC” comenta Daniel Viúdez Moreiras, investigador del equipo de REMS. “Se pasó de una diferencia térmica entre el día y la noche de 75ºC a una diferencia de 35ºC. También se ha observado un cambio drástico en la radiación solar que llega a la superficie durante la tormenta, con un descenso de los niveles de irradiancia, en las bandas de ultravioleta, mayor del 90%”, añade.

Todos estos cambios en las temperatura son el resultado de la variación de la radicación solar que llega a la superficie del planeta con respecto a un día normal. El polvo tiene un importante impacto radiactivo: tanto la insolación como el flujo descendente infrarrojo se ven afectados por el contenido de polvo atmosférico. Generalmente, el polvo tiene un efecto contrario en el infrarrojo. Por lo tanto, un aumento de la cantidad de polvo atmosférico reduce en superficie las temperaturas mínimas por el día (reduce el flujo entrante solar), pero aumenta las temperaturas mínimas por la noche (retiene el flujo saliente infrarrojo desde el suelo).

En la Tierra también se producen tormentas de polvo regionales pero, a diferencia de Marte, estas no desencadenan nunca en una global. El motivo es que nuestro planeta tiene una atmósfera mucho más gruesa y una mayor gravedad que impide esta evolución. La tormenta regional marciana de este año, que comenzó el pasado 30 de mayo, ha desencadenado en la TGP actual, que puede compararse en tamaño con la del año 1977, aunque es más pequeña que su predecesora, que sucedió en 2007. También es más pequeña que las de los años 1971 y 2001, que envolvieron al planeta por completo, dejando al descubierto solo las altísimas cimas de los volcanes de la región Tharsis.

Para predecir la evolución de un fenómeno de este tipo, los investigadores estudian los cambios de temperatura en las capas medias de la atmósfera marciana basándose en los estudios de tormentas anteriores. Todo apunta a que “basándonos en los datos de temperatura superficial obtenidos con REMS, las condiciones ambientales parecen estar retornando paulatinamente a sus niveles normales, aunque las condiciones actuales persistirán aún algunas semanas más”, comenta Jorge Pla-García, investigador del CAB que desarrolla modelos atmosféricos marcianos con los datos de REMS. Lo que hace realmente única a esta tormenta de polvo es que será la primera que se estudie directamente desde el suelo marciano con instrumentación de alta resolución.

El aumento de la opacidad de la atmósfera, que ha llegado a ocultar el Sol, no ha sido un problema para Curiosity, que continúa activo sin ningún problema aparente durante la tormenta debido a que no utiliza energía solar. En cambio no ocurre lo mismo con el otro roer que se haya también activo en la superficie marciana, Opportunity, ya que, al utilizar paneles solares para recargar sus baterías, se encuentra actualmente en fase de ‘hibernación’, ahorrando energía y esperando a que mejoren las condiciones para ponerse de nuevo en funcionamiento. Al menos eso esperan los científicos y cruzan los dedos para que este no sea el final del rover marciano más viajero y veterano.


Figura: Selfie del rover Curiosity durante el sol 2082 (15 de junio). La tormenta de polvo ha reducido la luz solar y la visibilidad en la localización del rover en el cráter Gale. ©NASA/JPL-Caltech/MSSS


 

Fuente: UCC-CAB

 

Imágenes adicionales:

Imágenes del cráter Gale, tomadas por Curiosity, en las que se aprecia la evolución de la tormenta ©NASA:JPL-Caltech/MSSS.
 

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