Mars Express sugiere física exótica tras la nube más extraña de Marte

Un modelo meteorológico solo reproduce la nube alargada de Arsia Mons si se activa la nucleación homogénea, un proceso nunca visto antes en una atmósfera planetaria. La sonda Mars Express la descubrió en 2018 y la vigila cada amanecer desde entonces.

La nube de Marte más extraña se estira 1.800 kilómetros cada amanecer y desconcierta a los físicos atmosféricos. La sonda Mars Express, de la Agencia Espacial Europea (ESA), la vigila desde hace años; ahora un modelo meteorológico ha logrado reproducirla, pero solo activando un proceso que los manuales describen como teórico y que jamás se había visto en la atmósfera de ningún mundo.

Una nube que aparece y se evapora cada mañana

Cada primavera y verano en el hemisferio sur de Marte, durante la estación de las tormentas de polvo, asoma una formación blanca y desmesurada: la nube alargada de Arsia Mons, conocida por sus siglas en inglés, AMEC. Es la estructura más llamativa del planeta rojo y, también, la más esquiva.

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Emerge a sotavento de Arsia Mons, un volcán que se alza 20 kilómetros sobre la llanura circundante —más del doble que el Everest—. Crece, se estira y se desvanece en cuestión de horas. El ciclo se repite cada mañana durante varios meses, con una longitud que llega a los 1.800 kilómetros, comparable a la distancia en línea recta entre Madrid y Berlín.

Mars Express la reveló en 2018 y la ha fotografiado una y otra vez desde entonces. Hasta ahora se la clasificaba como nube orográfica, un tipo habitual en la Tierra que se forma cuando el viento tropieza con una montaña y empuja el aire húmedo hacia arriba. La sonda europea ofrece algo que casi nadie más puede dar: es uno de los pocos aparatos en órbita marciana capaces de observar en las horas del amanecer, justo cuando la nube existe.

El problema llegó al intentar modelarla. Sobre nuestro planeta, las nubes se forman por nucleación heterogénea: el vapor de agua necesita motas de polvo, sal, polen u hollín a las que adherirse. En Marte se daba por hecho que el polvo cumplía esa función de andamio.

Pero al simular la AMEC, el equipo comprobó que los datos solo encajaban si se retiraba ese andamio. ‘Para crear la AMEC en nuestro modelo necesitamos incluir física exótica’, explica Jorge Hernández-Bernal, investigador del LMD/CNRS/Sorbonne Université en París y autor principal del estudio. ‘Una física que, aunque está en los libros de texto, se considera teórica y se pensaba que no ocurría en la naturaleza. Desde luego, no se había visto en acción’.

La nube se forma sin una sola mota de polvo: el vapor de agua salta directamente al hielo, algo que nadie había visto antes en una atmósfera planetaria.

El proceso que no debería ocurrir en la naturaleza

Se trata de nucleación homogénea. El vapor de agua se convierte en hielo sin escalón intermedio, sin partícula sobre la que condensarse. El propio Hernández-Bernal lo compara con ver aparecer gotas de condensación en el centro de una habitación en lugar de en una ventana.

La rareza del fenómeno tiene una explicación física. Exige niveles de humedad relativa por encima del 100 %, en concreto 100.000 veces superiores a los que se registran en la vida cotidiana terrestre. Nunca se habían medido condiciones así en Marte, y el hallazgo sugiere que su atmósfera puede alcanzarlas.

¿Qué hace posible ese cóctel? La geometría del lugar. Arsia Mons es tan alto y la atmósfera marciana tan tenue que, cuando el viento rodea el volcán, se genera una onda capaz de elevar paquetes de aire húmedo varios kilómetros en apenas unos minutos. Ese ascenso enfría la masa de aire a toda velocidad: 30 grados en diez minutos. El vapor, sin tiempo para encontrar una partícula de polvo, se congela directamente y dibuja la estela blanca que llevamos ocho años fotografiando.

Arsia Mons

Por qué importa una nube que nadie esperaba

La nucleación homogénea no es una idea nueva. Se había propuesto como posibilidad en las capas altas de la atmósfera terrestre y en la de Venus, pero nunca se había confirmado en ningún mundo. Que Marte pueda alcanzar esas humedades extremas es, en sí mismo, lo más relevante del trabajo: obliga a revisar los límites que dábamos por seguros en meteorología planetaria.

Hay que ser prudente. Los propios autores reconocen que algunas partes del modelo no coinciden al detalle con las imágenes de Mars Express. Reproducir el comportamiento general de la AMEC ya es un éxito notable, pero no constituye una prueba cerrada de que la nucleación homogénea sea la única explicación posible. Faltan observaciones que midan la humedad en el interior de la nube y una confirmación independiente que repita el ejercicio con otros modelos.

La implicación, eso sí, va más allá de Marte. Si un proceso que se creía puramente teórico puede desatarse en la atmósfera de un planeta vecino, quizá también ocurra en mundos que apenas vemos como puntos de luz. ‘Aunque las nubes de la Tierra y de Marte parezcan regidas por las mismas reglas, entender esta nube marciana exigió física exótica, y eso puede ser cierto en otros lugares del cosmos’, resume Colin Wilson, científico del proyecto Mars Express en la ESA.

El resultado aparece descrito en el estudio publicado en Nature Geoscience, con imágenes de alta resolución que la ESA ha difundido junto al comunicado y que pueden consultarse en la página oficial de la misión. La siguiente fase pasa por afinar el modelo y cruzar los datos con los del ExoMars Trace Gas Orbiter, el otro orbitador europeo capaz de mirar al amanecer. Ahí sabremos si esta física exótica es una excepción marciana o una regla del sistema solar que llevábamos siglos sin ver.

🔬 Ficha del Descubrimiento

  • Qué se ha descubierto: que la nube alargada de Arsia Mons, la más extraña de Marte, se forma por nucleación homogénea, un proceso nunca observado antes en una atmósfera planetaria.
  • Dónde: en el hemisferio sur de Marte, a sotavento del volcán Arsia Mons, de 20 kilómetros de altura.
  • Institución responsable: equipo internacional liderado por el LMD/CNRS/Sorbonne Université con datos de la sonda Mars Express de la ESA; estudio revisado por pares y publicado en Nature Geoscience.
  • Cuándo: la nube se descubrió en 2018; el nuevo modelo se publica en Nature Geoscience.
  • Impacto a futuro: abre la puerta a buscar procesos atmosféricos improbables en otros planetas y exoplanetas.

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