Científicos descubren el extraño proceso por el que se produce la gran nube de Marte

Cada primavera y verano en Marte, una enorme nube blanca de hasta 1800 km de longitud —similar a la distancia entre Santiago e Iquique— aparece y se desvanece a diario en una ladera del volcán Arsia Mons, un coloso de 20 km de altura, más del doble que cualquier montaña terrestre.

En la Tierra, para que surja una nube, el vapor de agua necesita apoyarse en algo microscópico flotando en el aire: granos de polen, sal marina o polvo. Pero en Marte el ambiente es seco y aunque hay mucho polvo en suspensión, un nuevo estudio publicado en Nature Geoscience acaba de demostrar que este no cumple el mismo rol que en nuestro planeta. La nube marciana no necesita micropartículas, se forma por congelación espontánea.

Un enigma que los modelos tradicionales no podían resolver

Determinar cómo se forma la AMEC, tomando datos directamente en terreno en Marte hoy, es imposible, por lo que el equipo de investigadores debió utilizar modelos computacionales en los que incorporaron diferentes mecanismos para encontrar uno que coincidiera con lo que muestran las imágenes satelitales.

En la Tierra, en general, las nubes se forman cuando el aire húmedo se enfría y el vapor de agua se condensa en pequeñas gotas o en cristales de hielo. Este proceso, llamado nucleación heterogénea, requiere la presencia de partículas en la atmósfera a las que el vapor pueda adherirse y condensarse, como sal, polen o polvo.

Pero en Marte, los modelos climáticos basados en nucleación heterogénea fracasaban al intentar reproducir la cola alargada de la nube. Los científicos probaron diversos mecanismos dinámicos y meteorológicos, que si bien ayudaban a explicar el enfriamiento orográfico sobre la cima, no lograban explicar la formación de la cola.

Solo al incluir el proceso de nucleación homogénea, en el que los cristales de hielo se forman espontáneamente a partir del vapor de agua sin requerir partículas de polvo, lograron reproducir simultáneamente la cola alargada de 1.800 km, el grosor óptico y el ciclo diario de desprendimiento de la nube.

“El vapor de agua se transforma directamente en partículas de hielo sin ningún paso intermedio. Es como si aparecieran gotas de condensación en el centro de una habitación, en lugar de en una ventana. A esto lo llamamos nucleación homogénea, y nunca lo habíamos visto antes en una atmósfera planetaria. Es totalmente inesperado”, sostuvo Jorge Hernández-Bernal, investigador del LMD/CNRS/Sorbonne Université de París, autor principal del estudio.

Condiciones extremas para formar una nube

Los científicos habían sugerido que este proceso podría producirse en las atmósferas superiores de la Tierra y Venus, pero nunca se ha detectado. Su rareza se debe a que requiere circunstancias excepcionales: niveles de humedad relativa extremos, más de cien mil veces superiores a los que suelen experimentarse a nivel del suelo.

Las simulaciones sugieren que estos niveles sí son posibles en Marte. La nube alargada se formaría cuando los vientos chocan contra el volcán Arsia Mons y hacen que el aire ascienda disparado varios kilómetros en pocos minutos. Este empuje provoca un enfriamiento extremo de 30 grados en diez minutos, alcanzando niveles de humedad extremos en los que el vapor colapsa y se congela instantáneamente.

La nube, que comienza a formarse al amanecer, crece horizontalmente durante unas 3 horas. A medida que el bolsón de aire frío del volcán se disipa y la nucleación homogénea se detiene en el origen, la cola se desprende de la cima del volcán y se desplaza impulsada por el viento, luego se reduce progresivamente hasta extinguirse.

Aunque los autores señalan que algunos aspectos de la nube modelada no coinciden exactamente con las observaciones, aseguran que el resultado es extraordinario. “No tenemos tanta información sobre la atmósfera de Marte como sobre la de la Tierra, por lo que reproducir la AMEC con este grado de precisión es un gran éxito para el modelo”, dijo Hernández-Bernal.