Modelo matemático de la UNAM simula vórtices de polvo en Marte

En Marte ocurren tormentas de polvo, tan grandes que han llegado a cubrir el planeta entero con un velo color naranja, dándole al astro el aspecto de una bola de billar. Algunas de estas tormentas han sido estudiadas por científicos con instrumentos tan sofisticados como el telescopio Hubble, pero también pueden ser apreciadas por pequeños telescopios de aficionados.

De acuerdo con el sitio web de la NASA, los científicos aún estudian el mecanismo que hace que nubes regionales de polvo se conviertan espontáneamente en gigantes tormentas de este material que cubren a Marte por completo.

Instrumentos como el Mars Global Surveyor o la nave Mars Odyssey han observado algunas de estas tormentas de polvo marcianas; muchas de ellas persisten unos días o semanas y luego se disipan, otras se convierten en fenómenos planetarios.

En el año de 1971 se presentó la mayor tormenta de polvo registrada en Marte, la cual coincidió con el arribo de la sonda Mariner 9 de la NASA. La tormenta no afectó la misión, que consistió en fotografiar toda la superficie del planeta, pero tardó en disiparse por completo alrededor de 160 días.

En el Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM, el investigador Sergio Antonio Guzmán Ruiz desarrolló un modelo numérico de la formación de una de estas grandes tormentas marcianas. 
 
Estos fenómenos generalmente inician con un vórtice de polvo parecido a los huracanes que suceden en la Tierra; sin embargo, no pueden utilizarse los mismos modelos numéricos que se utilizan para simular o modelar huracanes, porque la atmósfera de Marte es muy distinta a la de la Tierra. Aunque la dinámica de un huracán es la misma, la termodinámica es totalmente diferente, advirtió el científico.

Atmósfera marciana

La atmósfera de Marte está constituida en un 95.32 por ciento de bióxido de carbono y en menor medida por otros gases como nitrógeno, argón, oxígeno, monóxido de carbono y vapor de agua. A diferencia de lo que sucede en la Tierra, estos gases no absorben la radiación solar y la fuente de calor para la atmósfera es el suelo que se calienta durante el día, esto quiere decir que mientras mas polvo (del suelo) haya en la atmósfera, más caliente es esta.

En nuestro planeta, por ejemplo, si subimos una montaña, la temperatura en la cima es más fría que en la base de la misma, pero en Marte, si no hubiera polvo en la atmósfera y subiéramos una montaña, la temperatura sería igual que abajo, porque la única fuente de calor es el suelo.

El investigador señaló que otra particularidad de la atmósfera del planeta rojo es que en invierno los casquetes polares alcanzan las temperaturas de congelación del CO₂ y condensan la atmósfera, logrando adelgazarla hasta un 30 por ciento.

Por otro lado, en la Tierra, el vapor de agua y la humedad juegan un papel importante en la formación de los huracanes pero en Marte no hay estos factores. Además los vientos en gran escala,  ahí no son suficientes para levantar el polvo de la superficie, por lo que para formar un vórtice se requieren turbulencias de pequeña escala como los llamados diablillos de polvo.

Todos estos datos y muchos otros se incluyeron en el modelo y la conclusión del mismo es que para que haya una gran tormenta a escala planetaria en Marte se necesitan varias condiciones. Una de ellas es la presencia de polvo en un área extensa, puede ser una meseta elevada, y que soplen vientos de 30 metros por segundo.

Tales condiciones deben presentarse antes de la mitad del día, a la hora de máxima insolación, cuando hay más calor en la superficie. De acuerdo con esta información, hay más posibilidades que estos fenómenos sucedan en la región del Hellespontus Noachis y en la época del año marciano en que el planeta se encuentra más cercano al Sol.

Sergio Antonio Guzmán dijo que para ajustar su modelo numérico comparó los resultados del mismo con las observaciones de la tormenta de polvo que se presentó en 1971, la mas grande registrada, y vio que tenían un nivel de concordancia muy bueno.

Por otro lado también resaltó que uno de los problemas a los que se han enfrentado es que las mediciones sobre la atmósfera de Marte no son tan precisas como los datos que se tienen de la atmósfera terrestre y que eso impacta negativamente en la precisión del modelo.

En el futuro este modelo matemático podría servir para la investigación de fenómenos en la atmósfera de otros planetas cambiando las variables que sean necesarias. En el caso de la Tierra, una aplicación sería usarlo para el estudio de las tormentas de arena en el desierto del Sahara y los vientos que transportan este polvo por el Océano Atlántico hacia la región del Caribe.