La NASA utilizó recientemente su poderosa cámara Experimento de imágenes de alta resolución (HiRISE) a bordo del Orbitador de reconocimiento de Marte para tomar una imagen impresionante de un remolino de polvo que atraviesa Siria Planum en Marte. Un aspecto único de los remolinos de polvo es que sus sombras se pueden usar para estimar su altura, que se ha estimado que alcanza los 20 km (12 millas) en el cielo marciano. El estudio de los remolinos de polvo en Marte es algo habitual para la comunidad científica y puede ayudar a los científicos a comprender mejor los procesos superficiales en otros planetas. Pero dado que la presión atmosférica en Marte es solo una fracción de la de la Tierra, ¿qué procesos son responsables de producir remolinos de polvo?
“Creemos que es similar a la Tierra”, dice a Universe Today el Dr. Shane Byrne, profesor asociado y jefe de departamento asistente en el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona e investigador principal adjunto de HiRISE. “Los remolinos de polvo funcionan básicamente con energía solar. El suelo se calienta y el aire comienza a subir en columnas. Si la columna está girando, puede volverse más estrecha y girar más rápido. Siempre que haya aire caliente disponible en la parte inferior, la tolvanera puede sobrevivir. Si el remolino de polvo deja de moverse o se mueve sobre un terreno más frío, entonces se disipa. Las regiones polvorientas de Marte pueden tener superficies muy calientes durante el día, por lo que son buenas áreas para formar remolinos de polvo”.
Como se indicó, los científicos estudian remolinos de polvo en Marte con regularidad, y Siria Planum no es el único lugar en el Planeta Rojo donde HiRISE los ha observado. Otros lugares incluyen Amazonis Planitia, campos de dunas de latitud sur, Ganges Chasma (Valles Marineris) y Nili Fossae. Los remolinos de polvo marcianos no solo pueden alcanzar varios kilómetros en el cielo, sino que también son conocidos por dejar huellas y rayas en la superficie marciana, como se observa en Nili Fossae. Estas pistas no solo ayudan a los científicos a aprender más sobre los remolinos de polvo, sino también sobre las tormentas de polvo en Marte. Esto se debe a que las tormentas de polvo borran las viejas huellas de remolinos de polvo, lo que permite que se creen nuevas, lo que permite a los científicos monitorear la actividad de ambos procesos.
“Los remolinos de polvo son importantes porque contribuyen al nivel de referencia de polvo en la atmósfera marciana, que es un importante impulsor del clima y el calentamiento atmosférico”, dijo el Dr. Colin Dundas, geólogo investigador del Centro de Ciencias de Astrogeología del Servicio Geológico de EE. UU. y colega. -investigador en HiRISE, le dice a Universe Today. “También modifican la superficie y pueden limpiar el polvo de los paneles solares de naves espaciales como los Mars Exploration Rovers”.
Esta limpieza de los paneles solares se hizo frecuente durante las misiones del rover Spirit y Opportunity (Oppy), cada una de las cuales se diseñó inicialmente para durar solo 90 soles (92,5 días terrestres), pero terminó durando 2695 días terrestres y 5498 días terrestres, respectivamente. Junto con una ingeniería robusta, tanto Spirit como Oppy también tuvieron suerte con los remolinos de polvo que limpiaban sus paneles solares, que con frecuencia se cubrían con tanto polvo marciano que las imágenes de selfies revelaron que los rovers casi se confundían con el paisaje de la superficie. Junto con la limpieza gratuita, ambos rovers también capturaron periódicamente imágenes de “mini tornados marcianos” que atravesaban el paisaje. Más recientemente, el rover Perseverance de la NASA capturó los sonidos de un remolino de polvo marciano en el cráter Jezero.
Si bien la Tierra y Marte comparten características similares de remolinos de polvo, una diferencia drástica entre los dos planetas es su oblicuidad, también conocida como inclinación axial, que es el ángulo entre el eje de rotación de un planeta y su eje orbital. Los objetos planetarios casi nunca están perfectamente erguidos y, con frecuencia, giran en un ángulo que puede cambiar durante largos períodos de tiempo geológicos, desde miles hasta millones de años, y podría tener un efecto en la actividad del remolino de polvo marciano.
La inclinación axial de la Tierra varía entre 22,1 grados y 24,5 grados en el transcurso de 41.000 años. Este pequeño cambio en el ángulo de inclinación axial se debe principalmente al tirón gravitacional que nuestra Luna tiene sobre nuestro planeta, lo que no solo da como resultado las mareas observadas en todo el planeta, sino que estabiliza la inclinación axial de la Tierra, evitando que se balancee fuera de control. Esto es importante porque la inclinación axial controla las estaciones, y una inclinación axial mayor da como resultado climas más severos.
Mientras que la inclinación axial de la Tierra es relativamente estable gracias a nuestra Luna, el Planeta Rojo carece de un objeto tan grande en órbita que pueda estabilizar la inclinación axial del planeta. A pesar de que Marte tiene dos lunas, Fobos y Deimos, son demasiado pequeñas para ejercer suficiente influencia gravitacional sobre Marte. Como resultado, Marte experimenta cambios drásticos en su inclinación axial durante cientos de miles a millones de años, lo que conduce a cambios climáticos dramáticos, sobre todo cambios en la distribución del hielo en la superficie. Actualmente, la inclinación axial de Marte es de 25 grados, que está cerca de la inclinación axial actual de la Tierra, pero varios estudios han indicado que puede ir desde 15 grados hasta 45 grados. Entonces, ¿cómo se ven afectados los remolinos de polvo por la oblicuidad variable de Marte? ¿Aumenta su actividad a medida que aumenta la oblicuidad, o viceversa?
“Esa es una buena pregunta que nos permite comprender cómo los cambios a largo plazo en la carga de polvo afectan el clima”, le dice a Universe Today el Dr. Matthew Chojnacki, científico investigador del Instituto de Ciencias Planetarias que trabaja con HiRISE. “Por lo que puedo decir de la literatura, se prevé que los remolinos de polvo sean más activos durante la oblicuidad alta (45°) de lo que son hoy con una inclinación más cercana a los 25°, pero eso puede compensarse con la menor cantidad de polvo levantado en esas condiciones. En contraste, los remolinos de polvo pueden ser la fuente dominante de polvo atmosférico durante condiciones de baja oblicuidad (<15°)”.
Los remolinos de polvo son solo una de una miríada de características únicas en el Planeta Rojo, y comprender sus procesos y patrones continuará enseñando a los científicos más sobre nuestro vecino planetario más cercano, por su presente, pasado e incluso su futuro. ¿Qué nuevos descubrimientos harán los científicos sobre los remolinos de polvo en Marte en los próximos años y décadas? ¡Solo el tiempo lo dirá, y es por eso que somos científicos!
Como siempre, ¡sigan haciendo ciencia y sigan mirando hacia arriba!
Con información de UniverseToday
