Pronósticos meteorológicos de otro mundo podrían ayudar a futuros exploradores de Marte a alcanzar este recurso vital

(CNN) – El clima en la Tierra puede ser extraño, pero puede que no sea nada comparado con las tormentas de polvo globales o las nevadas nocturnas en Marte que los científicos apenas están comenzando a comprender.

Antes de que enviemos humanos a otros destinos en todo el sistema solar, será necesaria la capacidad de crear pronósticos meteorológicos precisos, según una nueva investigación. Y el mapeo de Marte podría ayudar a los astronautas a determinar dónde encontrar recursos críticos, como el hielo derretido.

Afortunadamente, existen algunas similitudes entre la Tierra y Marte e incluso la luna de Saturno, Titán, que permiten a los científicos sentar las bases para pronosticar el clima en otros planetas.

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“Creo que los primeros pronósticos precisos de quizás unos pocos días en Marte pueden estar a solo una década de distancia“, dijo el autor principal del estudio, J. Michael Battalio, investigador postdoctoral en ciencias terrestres y planetarias en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Yale, en un comunicado. .

“Es sólo una cuestión de combinar mejores conjuntos de datos de observación con modelos numéricos suficientemente refinados”, dijo Battalio. “Pero hasta entonces, podemos confiar en las conexiones entre el clima y el tiempo para ayudar a anticipar las tormentas de polvo”.

Los investigadores examinaron un fenómeno de la Tierra conocido como modo anular, que está relacionado con la corriente en chorro del planeta, y trataron de encontrarlo en los patrones climáticos de Marte y Titán.

Los modos anulares son variabilidades en el flujo atmosférico de la Tierra, no relacionadas con los cambios estacionales, que pueden afectar la corriente en chorro, la formación de nubes y las precipitaciones en todo el mundo. Estos modos también explican parte de la falta de consistencia en los remolinos de viento o las circulaciones de aire en las ventiscas de Nueva Inglaterra y las tormentas severas del Medio Oeste.

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Las tormentas de polvo ocurren regularmente en el hemisferio sur marciano, lo que le recordó a Battalio los remolinos en la Tierra.

Battalio analizó 15 años de observaciones atmosféricas desde Marte y descubrió que, al igual que la Tierra, el planeta rojo tiene modos anulares. Juan Lora, supervisor del laboratorio de Battalio y profesor asistente de ciencias terrestres y planetarias en Yale, también desarrolló un modelo climático global para Titán para buscar modos anulares en la luna más grande de Saturno.

Durante su investigación, el equipo descubrió que los modos anulares no solo ocurren en Marte y Titán, sino que son incluso más influyentes en estos otros planetas que en la Tierra. Los modos anulares representan la mitad de la variabilidad del viento en Marte y al menos dos tercios en Titán.

El estudio se publicó el lunes en la revista Nature Astronomy.

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“Las nubes de metano y los cambios en la superficie causados ​​por la lluvia de metano en Titán se han observado antes”, dijo Lora, coautora del estudio, en un comunicado. “Y ahora parece que estos eventos están conectados a cambios de la fuerte corriente en chorro de Titán, influenciada por sus modos anulares”.

Este hallazgo sugiere que los científicos podrían descubrir modos anulares en otros planetas.

“El hecho de que hayamos encontrado modos anulares en mundos tan diferentes de la Tierra como Marte y Titán también significa que pueden ser ubicuos en atmósferas planetarias, desde Venus hasta los gigantes gaseosos o exoplanetas“, dijo Battalio.

Comprender los modos anulares en Marte podría revelar más información sobre la previsibilidad de las tormentas impulsadas por el viento en Marte, como pequeños remolinos de polvo que duran un día o tormentas de polvo globales que envuelven el planeta cada pocos años. Al igual que en la Tierra, los modos anulares en Marte ocurren con regularidad y afectan los remolinos que impulsan las tormentas de polvo.

“Comprender y predecir estos eventos es vital para la seguridad de las misiones, particularmente aquellas que dependen de la energía solar, pero también para todas las misiones cuando aterrizan en la superficie”, dijo Battalio. “Durante eventos regionales más grandes, el polvo puede volverse tan denso en ocasiones que el día parece tan oscuro como la mitad de la noche. Incluso sin un evento grande y dramático, las tormentas regionales son una característica periódica”.

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El rover Opportunity capturó una imagen de un remolino de polvo en 2016.

Las tormentas de polvo en Marte ya han puesto fin a una misión robótica. El rover Opportunity, que aterrizó en Marte en 2004, estaba destinado a explorar el planeta rojo durante 90 días. Duró más de una década y el equipo de la misión enviaba regularmente comandos al rover para que se apagara durante las tormentas de polvo. Pero una devastadora tormenta de polvo global puso fin a la misión de Opportunity en 2019.

“Un evento global es lo que finalmente acabó con el rover Opportunity, pero la lenta acumulación de polvo actualmente está poniendo en peligro la supervivencia de la misión InSight“, dijo Battalio.

Nieve en marte

Aparte de las impresionantes fotos que muestran hielo espeso en los polos marcianos, es difícil imaginar la nieve cayendo sobre el planeta rojo. Pero en 2008, el Phoenix Lander de la NASA detectó nevadas en Marte. Las nevadas en el planeta rojo son impulsadas por los polos y probablemente se produzcan de noche.

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Utilizando datos del Phoenix Lander, así como del Mars Reconnaissance Orbiter, el estudiante de doctorado de la Universidad Estatal de Arizona Aditya Khuller y sus colegas determinaron que la nieve y el hielo se ven un poco diferentes en Marte.

Esta imagen tomada por el Mars Reconnaissance Orbiter muestra una capa de nieve en las dunas del hemisferio norte de Marte en 2017.

Cuando se forma nieve en Marte, el polvo es uno de los ingredientes, lo que hace que se parezca más a la nieve sucia que vemos en la Tierra. Y una vez que esta nieve cae, también está cubierta por polvo marciano. Estos factores combinados hacen que la nieve y el hielo marcianos no solo sean polvorientos, sino que sean mucho más oscuros de lo que parece la nieve fresca en la Tierra. Esta investigación se publicó el 18 de agosto en la revista Journal of Geophysical Research: Planets de American Geophysical Union.

También plantea una idea intrigante. El polvo podría estar calentando esta nieve y hielo, lo que podría hacer que se derrita en el subsuelo marciano, un lugar donde podría existir vida microbiana, protegido de la superficie áspera, fría e irradiada.

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“Existe la posibilidad de que este hielo oscuro y polvoriento se derrita unos centímetros hacia abajo”, dijo Khuller. “Y cualquier agua líquida subsuperficial producida por el derretimiento estará protegida de la evaporación en la tenue atmósfera de Marte por el manto de hielo que lo recubre”.

La investigación de Khuller sobre el posible derretimiento de este hielo está en curso y podría revelar más sobre la historia climática de Marte. Cuanto más aprenden los científicos sobre el misterioso pasado del clima de Marte, más se dan cuenta de que el planeta probablemente experimentó múltiples edades de hielo.

Su investigación anterior ha detectado hielo de agua polvorienta en las latitudes medias de Marte, que podrían haber formado barrancos y barrancos en el área cercana al ecuador.

“Si la nieve o el hielo realmente se están derritiendo, entonces podrían estar tallando estos canales“, dijo Khuller. “Además, si se produce agua líquida en el verano, unos centímetros hacia abajo, entonces sería un microbio en Marte, ese sería un buen lugar para ir a buscar un poco de agua”.

Comprender dónde podrían estar los depósitos de agua líquida en Marte, lo que podría ocurrir si este hielo se derrite durante el verano marciano, podría proporcionar agua a la que los futuros exploradores podrían acceder.