Gracias a más de una década de datos de la sonda Mars Express de la ESA, un nuevo estudio ha descubierto signos claros de que la compleja atmósfera marciana se comporta como un único sistema interconectado, en el que los procesos que tienen lugar en los niveles inferior e intermedio afectan significativamente a los niveles superiores.
Comprender la atmósfera marciana, tanto su estado actual como su historia, es una cuestión fundamental de la planetología. Esta atmósfera está escapando constantemente al espacio, lo que constituye un factor clave para determinar la posible habitabilidad, pasada, presente y futura, del planeta. Y es que Marte ha perdido la mayoría de su atmósfera, que en algún momento fue mucho más densa y húmeda, para convertirse en el mundo seco y árido que vemos en la actualidad.
En cualquier caso, la tenue atmósfera que Marte ha conservado resulta muy compleja y los científicos se esfuerzan por comprender su estructura y cómo los procesos en su seno se relacionan a lo largo del espacio y el tiempo.
Ahora, un nuevo estudio, basado en diez años de datos del instrumento de radar de Mars Express, muestra claramente el vínculo entre sus atmósferas superior e inferior. Conocido sobre todo por examinar el interior de Marte con su sonda de radar, el instrumento lleva observando la ionosfera marciana desde que comenzaron sus operaciones en 2005.
"Los niveles inferior e intermedio de la atmósfera marciana parecen estar unidos a los niveles superiores: hay un vínculo claro entre ellos a lo largo del año marciano", explica la autora principal del estudio publicado en la revista Journal of Geophysical Research: Planets, Beatriz Sánchez-Cano, de la Universidad de Leicester (Reino Unido).
"Descubrimos este vínculo mientras hacíamos un seguimiento de la cantidad de electrones en la atmósfera superior, una propiedad que el radar MARSIS ha medido durante una década en distintas estaciones, áreas de Marte, horas del día y más, para después establecer una correlación con los parámetros atmosféricos medidos por otros instrumentos de Mars Express".
Se sabe que la cantidad de partículas cargadas en la atmósfera superior marciana (a altitudes de entre 100 y 200 km) varía según la estación y la hora local, debido a los cambios en la iluminación y la actividad solar. Y, lo que es más importante para este estudio, también debido a las variaciones en la composición y la densidad de la propia atmósfera. No obstante, los científicos encontraron más cambios de los que esperaban.
"Descubrimos un aumento sorprendente y significativo en la cantidad de partículas cargadas en la atmósfera superior durante la primavera en el hemisferio norte, que es cuando la masa en la baja atmósfera crece a medida que se sublima el hielo del casquete septentrional", añade Beatriz.
Los casquetes polares marcianos están compuestos por una mezcla de hielo de agua y dióxido de carbono helado. Cada invierno, hasta un tercio de la masa de la atmósfera de Marte se condensa, formando una capa helada en cada uno de los polos del planeta. Y cada primavera, parte de la masa de los casquetes se sublima y regresa a la atmósfera, lo que hace que los casquetes disminuyan visiblemente.
"Se creía que este proceso de sublimación solo afectaba a la atmósfera inferior, no esperábamos ver propagarse sus efectos hasta los niveles superiores", admite Olivier Witasse, de la Agencia Espacial Europea, coautor del estudio y antiguo científico del proyecto Mars Express de la ESA.
"Encontrar una conexión así es muy interesante".
El hallazgo sugiere que la atmósfera de Marte se comporta como un único sistema.
Esto podría ayudar a los científicos a comprender la evolución de la atmósfera marciana a lo largo del tiempo, no solo con respecto a las perturbaciones externas, como la meteorología espacial y la actividad del Sol, sino también con respecto a la propia variabilidad interna y a los procesos superficiales del planeta.
Entender la compleja atmósfera marciana es uno de los objetivos clave de la misión Mars Express de la ESA, que lleva operando en órbita alrededor del Planeta Rojo desde 2003.
"Mars Express sigue a pleno rendimiento. Uno de sus principales objetivos en la actualidad es estudiar el comportamiento exacto de la atmósfera marciana y cómo se interconectan sus distintas capas", señala Dmitri Titov, científico del proyecto Mars Express de la ESA.
"Disponer de estos datos de base es fundamental para nuestro estudio de Marte: contamos con más de una década de observaciones con las que trabajar. Y no solo cubren un periodo de tiempo largo, sino que abarcan la totalidad de Marte y su atmósfera".
"Esta enorme cantidad de observaciones complementarias por parte de los distintos instrumentos de Mars Express es lo que hace posible llevar a cabo estudios como este que, junto con el Satélite para el estudio de Gases Traza de la ESA y la misión MAVEN de la NASA, nos están ayudando a desvelar los secretos de la atmósfera marciana".
Referencia bibliográfica:
Sánchez‐Cano, B. et al., (2018). Spatial, seasonal, and solar cycle variations of the Martian total electron content (TEC): Is the TEC a good tracer for atmospheric cycles?. Journal of Geophysical Research: Planets, 123. DOI: /10.1029/2018JE005626
