Informe meteorológico marciano: enorme nubarrón en el monte Arsia

• Título del artículo original: An Extremely Elongated Cloud over Arsia Mons Volcano on Mars: I. Life Cycle.
• Autoras/es: J. Hernández-Bernal, A. Sánchez-Lavega, T. del Río-Gaztelurrutia, E. Ravanis, A. Cardesín-Moinelo, K. Connour, D. Tirsch, I. Ordóñez-Etxeberria, B. Gondet, S. Wood, D. Titov, N. M. Schneider, R. Hueso, R. Jaumann, E. Hauber
• Institución del/a primer/a autor/a: Dpto. Física Aplicada I, EIB, Universidad País Vasco UPV/EHU, Bilbao, España
• Estado de la publicación: aceptado para publicación en Journal of Geophysical Research, de acceso abierto en arxiv.

Crédito de la imagen destacada: ESA/GCP/UPV/EHU Bilbao, CC BY-SA 3.0 IGO.

Las nubes, ese fenómeno tan cotidiano y tan molesto cuando nos apetece tomar el Sol (recuerden: ¡siempre con protector solar!). Puede parecerles la cosa más normal del mundo, por lo tanto, nos cambiaremos de mundo: hablemos de las nubes en Marte.

Ah, ¿pero en Marte hay nubes?

Aunque no sean tan abundantes como en la Tierra, hace tiempo que se sabe que en Marte hay nubes de agua. En concreto, se ha visto que su distribución suele estar relacionada con las estaciones: la mayoría de ellas se observan en el “cinturón de nubes del afelio”, cuando Marte está en su punto más lejano al Sol (verano del hemisferio norte marciano). En cambio, durante la estación de las tormentas de polvo, cuando está más cerca del Sol (verano en el hemisferio sur marciano), son menos frecuentes. Pero hay una excepción, un volcán al que le da igual lo que haga el resto del planeta, y tiene nubes en esta estación: el monte Arsia.

Una nube peculiar

El artículo del que hablamos hoy presenta un detallado análisis de una nube con forma alargada (como un espagueti) que aparece muy cerca del monte Arsia. Este volcán es el doble de alto que el Everest, y se localiza en la región de Tharsis (figura 1) muy cerca de otros tres volcanes gigantes. Pero que nadie se alarme: aunque la nube esté cerca, no es que vaya a haber una erupción, ni nada parecido.

El equipo firmante del artículo utiliza fotografías de la zona obtenidas con orbitadores como la Mars Express de la ESA o la MAVEN de la NASA (entre otras) para estudiar la forma, dimensiones, evolución diaria y altura de la nube. Estas observaciones se obtuvieron durante la estación “polvorienta” (la de las tormentas de polvo) del año marciano 34 o MY34 (2018), así que también estudian su evolución a lo largo de la estación y la comparan con observaciones de años anteriores.

Evolución diaria y forma de la nube

Empecemos por presentar a la protagonista: se llama AMEC (siglas inglesas para “nube alargada del monte Arsia”) y cuando esta curiosa nube está completamente formada, tiene una “cola” alargada y una “cabeza” más pegada al monte Arsia (figura 2). En ocasiones puede distinguirse también un “cuello” entre la cabeza y la cola.

Pero esta nube no está así siempre, sino que cada día se forma y desaparece antes del mediodía marciano, cambiando de aspecto a medida que transcurren las horas (figura 3). El equipo firmante del artículo distingue cuatro fases especificando su “tiempo solar local verdadero”, LTST, que es como la hora local en Marte:

• Fase 1: Formación de la cabeza. Durante la noche no hay nubes, pero antes de la salida del Sol (cosa que ocurre sobre las 5.7 horas LTST) empieza a formarse la cabeza de la nube junto al monte Arsia, a unos 30 km de altura. Parece que se forma muy rápido, llegando a medir 175 km a las 7 horas LTST, y posteriormente decrece hasta los 75-100 km sobre las 8.5 LTST. Este proceso parece ser similar durante toda la estación y, curiosamente, la cabeza nunca llega a estar en contacto con la caldera del monte Arsia.
• Fase 2: Expansión de la cola. Unas 3 horas después del amanecer, la nube se expande rápidamente hacia el oeste generando la característica cola alargada curvada ligeramente hacia el norte. Este crecimiento es aproximadamente lineal, expandiéndose con una velocidad de 170 m/s (612 km/h, mucho más rápido que los trenes de alta velocidad terrestres). Su anchura suele ser menor de 200 km, pero en longitud puede alcanzar 1800 km (más larga que la isla de Madagascar). Durante esta fase la cola puede presentar diversas formas. Por ejemplo, al principio de la estación el más frecuente es el Tipo I, con cabeza pequeña y cola de ancho constante, tamaño parecido a la cabeza y sin apenas turbulencia. Cuando la estación está más avanzada, la forma cambia según avanza el día:
  • Tipo II (6.9-7.6 LTST): cabeza brillante seguida de un estrechamiento suave (“cuello”) y cola que se va haciendo más estrecha.
  • Tipo III (7.3-8.4 LTST): una región oscura separa la cabeza todavía brillante de una cola que empieza a ondularse.
  • Tipo IV (8.2-8.6 LTST): justo antes de la separación, la cabeza disminuye y la cola se estrecha hacia las zonas más alejadas del volcán.
• Fase 3: Separación y decaimiento. Sobre las 8.3-8.7 horas LTST, la nube deja de formarse y la cola se aleja arrastrada por el viento. Según va pasando el día marciano, esta cola separada se hace más fina y se vuelve más turbulenta hasta que desaparece sobre las 13 horas (LTST).
• Fase 4: Nubes locales. Sobre las 11 horas LTST se forman nuevas nubes alrededor del volcán, que no parecen relacionadas con la AMEC y se observan hasta unas horas después (15.7 LTST).

Altura

En cuanto a la altura de la AMEC respecto al areoide marciano (que viene a ser como el “nivel del mar” en la Tierra), se ha calculado analizando las sombras que produce, la visibilidad de su parte superior e incluso con medidas directas en algunas imágenes del “borde” de Marte, donde es posible ver la nube casi de forma “transversal”. Así, encuentran que la cabeza está más alta que la cola, alcanzando esta última unos 40-50 km de altura y estando más baja hacia el final (figura 4).

¿Y todos los años es igual?

Tras comparar los resultados de ese año (MY34) con observaciones de los MY12 y 29-33, el equipo deduce que la AMEC podría aparecer durante más de 80 soles (“sol” es como se llama al día marciano), teniendo en general una evolución similar a la observada durante el MY34: forma y altura similares, dirección de expansión más o menos hacia el oeste curvandose hacia el norte, y separación completa entre las 9-12 LTST. Sin embargo, durante el MY34 la AMEC habría empezado a aparecer cuando la estación estaba más avanzada de lo habitual, si se compara con los MY31 y 32. El equipo sugiere que tanto este retraso como las diferencias observadas al principio de la estación podrían estar relacionadas con que hubiese aún gran cantidad de polvo en el ambiente procedente de la gran tormenta de polvo que tuvo lugar previamente ese mismo año.

Pero, ¿cómo se forma la AMEC?

Ni erupciones volcánicas, ni Mark Watney haciendo señales de humo, sino algo mucho más natural: esta nube podría formarse “orográficamente”, es decir, por la topografía del terreno. Esto se observa también en la Tierra, y consiste en que el aire húmedo es forzado a ascender por las laderas del volcán hasta alturas donde la temperatura es más baja, el hielo de agua se condensa y forma la cabeza de la nube. Posteriormente, vientos de altura expanden y arrastran la nube hacia el oeste. La idea parece razonable, así que el equipo investigador mostrará en un segundo artículo un estudio teórico del fenómeno AMEC basado en esta idea de formación orográfica y modelos numéricos.

Conclusiones

Las variaciones de sol a sol e interanuales observadas en la AMEC hacen pensar que la longitud de la cola y su orientación podrían ser utilizadas para caracterizar el viento en la zona. Además, dado que coincide con la estación de las tormentas de polvo, la AMEC es interesante para estudiar el efecto del polvo en las dinámicas y distribución del vapor de agua en Marte, así como la microfísica de la formación de nubes orográficas. Sin embargo, parece que tendremos que tener un poco de paciencia hasta que se publique el segundo artículo… ¡Ármense de paciencia, que es la madre de la ciencia!