Un remolino de polvo reciente en Marte capturado por la cámara del Experimento de imágenes de alta resolución (HiRISE) de la NASA. Crédito: NASA/JPL-Caltech/UArizona
La NASA utilizó recientemente su potente cámara Experimento de imágenes de alta resolución (HiRISE) a bordo del Orbitador de reconocimiento de Marte para capturar una imagen impresionante de un remolino de polvo que vaga por 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 en hasta 20 km (12 millas) en el cielo marciano.
Estudiar remolinos de polvo en Marte es algo común en la comunidad científica y podría 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”, dijo a Universe Today el Dr. Shane Byrne, profesor asociado y jefe asistente del departamento del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona e investigador principal adjunto de HiRISE.
“Los remolinos de polvo funcionan básicamente con energía solar. La tierra se calienta, por lo que el aire comienza a subir en las columnas. Si la columna gira, puede estrecharse y girar más rápido. Mientras haya aire caliente disponible abajo, la tolvanera puede sobrevivir. Si el remolino de polvo deja de moverse o se mueve sobre un terreno más frío, se disipará. Las regiones de polvo en Marte pueden tener una superficie muy caliente durante el día, por lo que son un buen lugar para formar remolinos de polvo.
Como se indicó, los científicos estudian regularmente los remolinos de polvo en Marte, 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 en la latitud sur, Ganges Chasma (Valles Marineris) y Nili Fossae. Los remolinos de polvo marcianos no solo pueden extenderse varios kilómetros en el cielo, sino que también se sabe que dejan marcas 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 formen nuevas, lo que permite a los científicos monitorear la actividad de ambos procesos.
“Los remolinos de polvo son importantes porque contribuyen al nivel subyacente de polvo en la atmósfera marciana, que es un factor importante en el clima y el calentamiento atmosférico”, dice el investigador de HiRISE a Universe Today. “También modifican la superficie y pueden eliminar el polvo de los paneles solares de naves espaciales como los Mars Exploration Rovers”.
Esta limpieza de los paneles solares se hizo común en las misiones del rover Spirit y Opportunity (Oppy), cada una de las cuales inicialmente estaba destinada a durar solo 90 soles (92,5 días terrestres), pero terminó durando 2.695 días terrestres y 5.498 días terrestres, respectivamente. Además de la ingeniería sólida, tanto Spirit como Oppy también tuvieron suerte con los remolinos de polvo que limpiaban sus paneles solares, que a menudo estaban cubiertos de tanto polvo marciano que las selfies revelaron que los rovers casi se confundían con el paisaje de la superficie.
Junto con la limpieza gratuita, los dos rovers también tomaron fotografías periódicamente de “mini-Torbellinos de Marte” que atravesaban el paisaje. Recientemente, el rover Perseverance de la NASA capturó los sonidos de una tolvanera marciana 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 inclinación, 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 son perfectamente verticales y, a menudo, giran en un ángulo que puede variar durante largos períodos geológicos, de miles a millones de años, y puede influir en la actividad del diablo de polvo marciano.
La inclinación axial de la Tierra varía de 22,1 a 24,5 grados en 41.000 años. Este ligero cambio en la inclinación del eje se debe principalmente a la atracción gravitatoria de nuestra Luna sobre nuestro planeta, que no solo provoca las mareas que se ven en todo el planeta, sino que también estabiliza la inclinación del eje de la Tierra, evitando que se salga de control. Esto es importante porque la inclinación axial controla las estaciones, y una mayor inclinación axial da como resultado climas más duros.
Mientras que la inclinación axial de la Tierra es relativamente estable gracias a nuestra Luna, el Planeta Rojo carece de un objeto grande en órbita que pueda estabilizar la inclinación axial del planeta. Aunque Marte tiene dos lunas, Fobos y Deimos, son demasiado pequeñas para ejercer suficiente influencia gravitacional sobre Marte. Como resultado, Marte experimenta cambios drásticos en la inclinación de su eje a lo largo de cientos de miles a millones de años, lo que provoca cambios drásticos en el clima, en particular 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 demostrado que puede caer hasta 15 grados y 45 grados. Entonces, ¿cómo se ven afectados los remolinos de polvo por la inclinación cambiante de Marte? ¿Su actividad aumenta a medida que aumenta la pendiente, o viceversa?
Un ejemplo de un remolino de polvo con forma de serpiente en Amazonis Planitia en Marte. Crédito: NASA/JPL-Caltech/UArizona
“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 del Instituto de Ciencias Planetarias, que trabaja con HiRISE. “Por lo que sé de la literatura, se prevé que los remolinos de polvo sean más activos con una inclinación alta (45°) que en la actualidad con una inclinación más cercana a los 25°, pero esto puede compensarse con menos polvo levantado en estas condiciones. . Por el contrario, los remolinos de polvo pueden ser la fuente dominante de polvo atmosférico en condiciones de baja inclinación (<15°).
Los remolinos de polvo son solo una de las innumerables características únicas del Planeta Rojo, y comprender sus procesos y patrones seguirá enseñando a los científicos más sobre nuestro vecino planetario más cercano, su presente, pasado e incluso futuro.