Marte no siempre fue el desierto frío y seco que conocemos hoy. Hace miles de millones de años tuvo ríos, lagos y una atmósfera mucho más espesa. Buena parte de ella terminó escapando al espacio y el Sol desempeñó un papel fundamental en ese proceso.
A diferencia de la Tierra, Marte no posee actualmente un gran campo magnético global capaz de desviar el viento solar. Las partículas cargadas procedentes del Sol pueden interactuar directamente con su atmósfera superior y proporcionar energía suficiente para que algunos de sus iones escapen definitivamente.
Los científicos conocen este proceso desde hace décadas. Lo que todavía intentan resolver es exactamente cómo se produce cada episodio de pérdida.
Un estudio dirigido por Chi Zhang, investigador del Centro de Física Espacial de la Universidad de Boston, acaba de identificar uno de esos mecanismos con una claridad inédita: enormes ondas generadas en el límite entre el viento solar y el entorno marciano pueden arrancar auténticas “nubes” de atmósfera y enviarlas hacia el espacio.
Dos sondas observaron Marte al mismo tiempo
La clave estuvo en combinar las mediciones de MAVEN, la misión de la NASA dedicada a estudiar la atmósfera marciana, con las de Tianwen-1, la primera misión china que entró en órbita alrededor de Marte.
Hasta ahora, buena parte de estas investigaciones dependía de una única nave. Eso generaba un problema: si MAVEN encontraba repentinamente una enorme nube de iones escapando, resultaba difícil saber si el fenómeno había sido provocado por un cambio en el viento solar o por un proceso ocurrido cerca del propio planeta.
Con dos observadores separados, Tianwen-1 pudo medir las condiciones del viento solar mientras MAVEN registraba simultáneamente lo que sucedía alrededor de Marte.
El resultado permitió conectar por primera vez estas extrañas nubes de plasma con un fenómeno conocido como inestabilidad de Kelvin-Helmholtz.
Es parecido al viento formando olas sobre el agua
La inestabilidad aparece cuando dos fluidos que están en contacto se desplazan a velocidades diferentes.
En la Tierra puede observarse cuando el viento pasa sobre el océano o cuando ciertas capas de nubes forman grandes ondulaciones. Algo parecido ocurre alrededor de Marte, aunque allí los “fluidos” son plasmas: partículas cargadas que responden a campos eléctricos y magnéticos.
El viento solar se desplaza rápidamente junto al plasma que rodea al planeta. Esa diferencia de velocidad puede deformar la frontera entre ambos hasta generar ondas que crecen, se enrollan y forman vórtices.
Los investigadores concluyeron que las grandes nubes de iones detectadas por MAVEN eran paquetes de ondas de Kelvin-Helmholtz en una fase no lineal de su evolución.
Algunas nubes expulsan hasta 100 veces más iones
Aquí aparece la parte más importante.
Dentro de estas estructuras, los flujos de iones atmosféricos que abandonaban Marte eran entre uno y dos órdenes de magnitud superiores a los registrados normalmente en los principales canales de escape.
En otras palabras, durante estos episodios puede escapar entre 10 y 100 veces más flujo de iones que en situaciones habituales.
Estudios anteriores ya habían encontrado inestabilidades de Kelvin-Helmholtz alrededor del planeta y sugerido que podían contribuir a la pérdida atmosférica. La novedad ahora está en haber utilizado mediciones simultáneas para demostrar con mucha mayor claridad el vínculo entre esas ondas y los episodios explosivos de escape.
No es la única razón por la que Marte perdió su atmósfera
El hallazgo no significa que estos remolinos expliquen por sí solos la transformación de Marte.
Existen otros mecanismos de escape impulsados por el viento solar y la radiación ultravioleta, y su importancia relativa ha cambiado a medida que el propio Sol y la atmósfera marciana evolucionaban. La misión MAVEN fue diseñada precisamente para reconstruir esa historia.
La nueva investigación añade una pieza especialmente importante: la pérdida atmosférica no siempre es un goteo lento y uniforme.
En determinadas condiciones, el límite de la atmósfera marciana puede comportarse como un mar azotado por el viento. Las ondas crecen, se convierten en enormes remolinos de plasma y terminan arrancando paquetes enteros de partículas.
Marte lleva miles de millones de años perdiendo su cielo. Ahora empezamos a ver con mucho más detalle cómo el Sol consigue llevárselo.
