Una de las nubes más extrañas de Marte podría formarse gracias a una física poco habitual. Se trata de la nube alargada de Arsia Mons, una cinta de hielo de agua que se extiende a lo largo de una distancia equivalente a cuatro Cañones del Colorado puestos uno tras otro, y que podría nacer sin una sola partícula de material que le sirva de semilla, según reportan investigadores el 7 de octubre en la revista Nature Geoscience.
Ese mecanismo de formación de nubes se conoce como nucleación homogénea. Hasta ahora se pensaba que era posible solo en teoría, pero no que ocurriera de forma natural. En la Tierra, las nubes típicas se forman a partir de partículas diminutas, como polvo o sal, que flotan en el aire. En Marte, en cambio, esa física de nubes no parece aplicarse a la nube alargada de Arsia Mons.
Una nube que aparece todos los días en el mismo lugar
Además de su impresionante longitud, esta hebra de hielo de agua es notablemente constante. Se forma a diario en el mismo punto, a unos 45 kilómetros de altura sobre la ladera de un volcán marciano, durante varios meses de cada año.
El equipo lo intentó una y otra vez, pero no logró reproducir la formación de la nube, incluida su larga cola y su ciclo tan regular, con modelos computacionales que empleaban la física estándar de las nubes, explica François Forget, astrofísico del Laboratorio de Meteorología Dinámica (LMD, por sus siglas en francés) en París.
En Marte no falta polvo. El problema es que, en lo alto de una atmósfera marciana tan delgada, pocas partículas de polvo capaces de formar nubes permanecen suspendidas. En lugar de eso, probablemente se agrupan y terminan cayendo, señala el físico planetario Jorge Hernández-Bernal, quien realizó el trabajo en el LMD. Esto dejó la formación de nubes sin semillas como la explicación más convincente, dice.
Cómo se levanta una parcela de aire húmedo
Cada día, durante algunas estaciones en Marte, una nube larga y tenue emerge a lo largo de los flancos del volcán Arsia Mons, como se observa en el video de observaciones que abarca tres horas marcianas. Cómo se forma esa nube ha sido un misterio. Una nueva simulación, que incluyó física poco común en la que las nubes se forman sin material inicial, replicó por primera vez la forma y el momento de aparición de la nube alargada de Arsia Mons.
El modelo del equipo sugiere que la llamativa pluma se origina cuando el aire que fluye sobre el volcán provoca una elevación rápida de una parcela de aire húmedo. La disminución de la presión a esa altitud permite que la parcela de aire se expanda, lo que la enfría rápidamente. El aire recién enfriado tiene ahora 100,000 veces más humedad de la que puede retener, según sugiere el modelo.
Ese exceso de humedad experimenta una nucleación homogénea y forma rápidamente cristales de hielo más estables. Los vientos arrastran la nube en formación hacia afuera y crean su característica forma alargada. Aunque el modelo no coincide perfectamente con las observaciones satelitales, sí captura cómo el fenómeno que da lugar a la bolsa de aire frío se repite día tras día, igual que la nube real.
Una física que se creía solo teórica
El estudio resultó sorprendente porque “la nucleación homogénea se trata generalmente en nuestro campo como un concepto teórico”, afirma Samuel Atwood, científico atmosférico y planetario de la Universidad de Maryland, condado de Baltimore, y del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien no participó en el estudio.
“La historia que cuentan con el modelo es bastante convincente, pero es solo una visión o una perspectiva sobre el tema”, agrega Atwood, y señala que futuras mediciones que respalden el hallazgo del equipo aportarán más certeza.
Hernández-Bernal dice que planea validar el estudio probando explicaciones alternativas. Y más allá de Marte, la investigación da qué pensar. Estudios previos han sugerido que, en la Tierra, el humo de los meteoros proporciona partículas para la formación de nubes en una capa superior de la atmósfera llamada mesosfera, aunque algunos trabajos han planteado que la nucleación homogénea podría ser la responsable.
Ahora que los científicos proponen la nucleación homogénea en Marte, dice Hernández-Bernal, “quizá haya un mayor interés en investigar esto en la Tierra”.
Por qué importa esta nube para la ciencia planetaria
La nube alargada de Arsia Mons no es solo una curiosidad visual. Su estudio ayuda a entender cómo funciona la atmósfera de Marte, un planeta con una presión atmosférica muy baja y una composición dominada por dióxido de carbono. Comprender sus nubes permite afinar los modelos climáticos del planeta rojo, algo clave para futuras misiones, tanto robóticas como tripuladas.
- Longitud: comparable a cuatro Cañones del Colorado en línea.
- Altura: alrededor de 45 kilómetros sobre la ladera del volcán.
- Frecuencia: se forma a diario durante varios meses al año.
- Composición: hielo de agua.
- Mecanismo propuesto: nucleación homogénea, sin partículas semilla.
El hallazgo también abre una puerta a revisar procesos atmosféricos en la Tierra. Si la nucleación homogénea puede ocurrir en las condiciones extremas de Marte, vale la pena preguntarse en qué circunstancias podría darse en nuestro propio planeta. La respuesta podría tener implicaciones en el estudio del clima y en la formación de nubes en capas altas de la atmósfera.
Por ahora, el modelo del equipo del LMD es una pieza clave, pero no definitiva. La comunidad científica espera nuevas mediciones, posiblemente de orbitadores marcianos, que confirmen o refuten la hipótesis. Mientras tanto, la nube alargada de Arsia Mons sigue apareciendo cada día sobre el volcán, como un recordatorio de que Marte aún guarda fenómenos que desafían lo que creíamos saber.