A medida que Marte se acerca a su solsticio de verano del sur, los científicos y las naves espaciales se preparan para una nueva temporada de tormentas de polvo, poderosas nubes de polvo impulsadas por el viento que pueden cubrir miles de millas cuadradas o incluso todo el planeta.
Más información sobre las causas de las tormentas de polvo marzoSpace.com habló con Claire Newman, científica atmosférica de Aeolis Research y autora principal de un nuevo estudio que explora cómo los remolinos de polvo y los vientos pueden llenar de polvo la atmósfera marciana.
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espacio.com: ¿Qué sabemos acerca de cómo comienzan las tormentas de polvo?
hombre nuevo: ¡Podría hablar durante horas sobre tormentas de polvo! Una de las grandes preguntas que nos hacemos sobre Marte es cómo comienzan las grandes tormentas de polvo y si alguna vez podremos predecirlas. Para responder a esto, una de las cosas realmente útiles que necesitamos saber es cómo se levanta el polvo de la superficie en primer lugar. Otra cosa importante a saber es cuánto polvo hay en la superficie a levantar. Podemos entender muy bien los procesos, pero si realmente no sabemos cuánto polvo hay en un lugar en particular, entonces es realmente difícil poder estimarlo con precisión. Luego, lo tercero que necesita es tener un modelo meteorológico que describa las condiciones ambientales. Podría haber ciertos tipos de ondas atmosféricas o patrones de presión que podrían predisponer a Marte a tener algún tipo de tormenta de polvo.
Space.com: ¿Qué nos dicen los modelos?
hombre nuevo: publiqué un papel (se abre en una nueva pestaña) con mi colega Mark Richardson en 2015, donde modelamos tormentas de polvo pero con una cantidad restringida de polvo. Descubrimos que los lugares con los vientos más fuertes nunca tenían suficiente polvo para producir realmente muchas tormentas de polvo. Pero en lugares que producían una cantidad promedio de viento, había polvo que entraba y salía porque tenía tiempo suficiente para volver a depositarse y luego levantarse.
Luego hubo cosas interesantes, como que un área podría estar completamente libre de polvo durante una tormenta, y luego no podría producir la misma tormenta el año siguiente porque no habría polvo allí. toman tres años para que el polvo se acumule y los patrones de viento se repitan. Luego, debe considerar dónde alcanzan su punto máximo los vientos debido a los efectos estacionales y la forma del terreno: dónde están las montañas, dónde están las laderas, dónde están los casquetes polares. También existe la posibilidad de variabilidad en el viento, que se repita exactamente de año en año. Existe la idea de que el sistema es un poco caótico, porque una pequeña diferencia podría desencadenar un gran regreso.
espacio.com: Pero, ¿no es la temporada de tormentas de polvo predecible hasta cierto punto?
hombre nuevo: Sí, generalmente hay una trayectoria de tormentas muy repetible, y hay ciertas tormentas pequeñas que aparecen en ciertos lugares en ciertas épocas del año. Pero las grandes tormentas generalmente no parecen ocurrir exactamente al mismo tiempo. Entonces, en cierto modo, creo que tenemos una idea de cuándo podrían ocurrir las tormentas y cómo se verían, pero puede haber diferencias. Por ejemplo, un año una tormenta puede moverse hacia el sur y al año siguiente no lo hace porque está bloqueada por una combinación de patrones de presión. Y al año siguiente, podría haber una combinación diferente que permitiría que la tormenta se extendiera. Son realmente muy difíciles de entender por completo, y puedes atacarlo de diferentes maneras. Pero hay mucha información que aún no tenemos.
espacio.com: ¿Existen similitudes entre las tormentas de polvo en las regiones desérticas de la Tierra y las tormentas de polvo en Marte?
hombre nuevo: Marte tiene grandes diferencias con Tierra: Tiene una atmósfera mucho más delgada, es más fría y tiene una la gravedad. Entonces, Marte es un gran lugar para que intentemos probar nuestras teorías sobre el levantamiento de polvo y el movimiento de la arena, ya que tenemos muchas ideas basadas en la teoría y décadas de investigación en túneles de viento y trabajo de campo en los desiertos de la Tierra.
Y esa es una buena pregunta: ¿Son los mismos procesos? Por ejemplo, ¿los efectos electrostáticos tienen un mayor impacto en Marte porque Marte es más seco? En la Tierra, el agua es un factor extremadamente importante en la cantidad de polvo levantado; limita el tamaño de las tormentas de polvo y evita que se desarrollen tormentas globales, porque claramente no hay polvo que levantar en los océanos y lagos o en lugares que tienen más vegetación. En Marte, ¿el agua es siempre un factor, o hay tan poca agua eso no tiene efecto?
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Space.com: ¿Cómo entra el polvo? Atmósfera de Marte afectan el clima del planeta?
hombre nuevo: Cuando el polvo está en la atmósfera, absorbe calor. el sol. Debido a que Marte tiene una atmósfera muy delgada, cien veces menos densa que la Tierra, generalmente la mayor parte de la radiación solar que pasa a través de la superficie se refleja luego hacia el espacio sin ser absorbida. Pero cuando pones 10 veces más polvo en la atmósfera, absorbe mucha más radiación solar. Esto acaba calentando la atmósfera media, a unos 25 kilómetros de distancia. [16 miles] alto, donde se puede tener una temperatura de 40 grados centígrados [72-degree-Fahrenheit] aumentará, mientras que en la superficie, la temperatura bajará porque el polvo absorbe la luz solar. Luego, por la noche, la superficie se enfría más rápido que la atmósfera y, debido a que es más cálida, la atmósfera comienza a calentar la superficie de abajo. Y hay enormes gradientes de temperatura que generan vientos térmicos y mareas que alteran la circulación atmosférica, especialmente durante una tormenta de polvo global.
espacio.com: ¿Existe un vínculo entre las tormentas de polvo y Marte pierde agua en el espacio?
hombre nuevo: Hay preguntas interesantes sobre tormentas de polvo y tasa de pérdida de agua. Durante el 2018 mundial [Mars] tormenta, hubo un gran aumento en el nivel del agua en elevaciones más altas. Una tormenta de polvo provoca un aumento de la velocidad vertical del viento y, por tanto, de la altura que alcanza el polvo, lo que puede permitir que más vapor de agua sea transportado más alto porque es más cálido y también hay corrientes ascendentes más grandes. Por lo tanto, las tormentas de polvo tienen un impacto significativo en las tasas de pérdida de agua.
espacio.com: ¿Puede el polvo que calienta la atmósfera representar un peligro para las naves espaciales?
hombre nuevo: A medida que el polvo calienta la atmósfera, la atmósfera se hincha hacia arriba, lo que debe tenerse en cuenta si está intentando frenar una nave espacial antes de la entrada, el descenso y el aterrizaje. Tienes que preocuparte por la densidad del aire y la fuerza del viento, y todas esas cosas. Al comprender mejor estas cosas, podemos dar advertencias tempranas de que puede haber tormentas de polvo. Además, al medir la presión atmosférica en diferentes sitios de aterrizaje, podemos tener una idea de cuándo están subiendo las mareas térmicas. Y eso se debe a que hay mucho polvo en la atmósfera, por lo que podemos dar una alerta temprana allí. Si hay astronautas en la superficie, sería bueno si pudieran tener esa información para poder llegar a un lugar seguro.
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