Nube alargada de 1800 kilómetros en Marte revela física atmosférica rara

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Una enorme nube alargada de hielo de agua sobre Arsia Mons en Marte se forma mediante una física inusual — nucleación homogénea — antes considerada solo teórica y no observada en la naturaleza.

Investigadores han descubierto la causa detrás de un notable fenómeno atmosférico que ocurre regularmente sobre Arsia Mons, un volcán dormido en Marte. Cada año, una gigantesca nube alargada de hielo de agua, que se extiende hasta 1800 kilómetros, se forma sobre el volcán durante las primeras horas de la mañana, persiste varias horas y luego se disipa al mediodía. Desde su descubrimiento en 2018, esta Nube Alargada de Arsia Mons (AMEC) ha desconcertado a los científicos debido a que su comportamiento no encajaba con los modelos establecidos de formación de nubes.

Normalmente, las gotas de nube o cristales de hielo requieren núcleos de condensación — partículas como polvo — para formarse. En Marte, con su superficie polvorienta, los científicos esperaban que los cristales de hielo se acumularan sobre granos de polvo en suspensión. Sin embargo, los modelos existentes no lograron reproducir el fenómeno observado de AMEC hasta que los físicos incorporaron un proceso raramente observado llamado nucleación homogénea. Este proceso implica que el vapor de agua cristalice directamente en partículas de hielo sin ningún núcleo intermediario o polvo, parecido a gotas que se forman espontáneamente en el aire abierto en lugar de sobre una superficie.

La nucleación homogénea requiere una sobresaturación extrema de vapor de agua, condiciones que previamente se consideraban posibles solo en situaciones raras como en Venus o las capas altas de la atmósfera terrestre. Sorprendentemente, Marte puede alcanzar estas condiciones debido a la interacción única entre la topografía de Arsia Mons y la atmósfera delgada del planeta. La elevación de 19 kilómetros del volcán actúa como una gigantesca barrera aerodinámica: los vientos fuerzan aire húmedo hacia arriba, enfriándolo rápidamente en 30 °C en diez minutos y elevando la humedad relativa a niveles donde el hielo se cristaliza por sí mismo.

“La física exótica de la nucleación homogénea fue esencial para reproducir AMEC en nuestros modelos”, explicó Jorge Hernandez-Bernal, autor principal del estudio. Aunque el modelo no predice perfectamente cada aspecto del comportamiento de la nube, demuestra de forma convincente que sin este proceso la nube no se formaría. Los hallazgos indican que Marte puede alcanzar extremos de humedad previamente no reconocidos.

La misión Mars Express de la Agencia Espacial Europea ha desempeñado un papel crucial en la observación de AMEC durante varios años. Los datos de alta resolución temporal de Mars Express han proporcionado una vista sin precedentes del detalle de la formación y disolución de la nube, siendo fundamental para resolver el misterio.

Este descubrimiento tiene implicaciones más amplias más allá de Marte. Sugiere que fenómenos atmosféricos en otros planetas pueden operar bajo principios físicos no típicamente observados o esperados solo a partir de la atmósfera terrestre. Como resumió Colin Wilson, científico del proyecto Mars Express, “Comprender esta exótica nube marciana requirió física exótica, y principios similares pueden aplicarse a atmósferas de otros planetas.”