Ondas de gravedad rigen la circulación atmosférica en Marte

Las ondas de gravedad atmosféricas desempeñan un papel crucial en el impulso de las corrientes de aire latitudinales en Marte, especialmente a grandes altitudes, según un estudio que ofrece una nueva perspectiva sobre el comportamiento de la atmósfera media de Marte, destacando diferencias fundamentales con la de la Tierra.

El estudio, publicado en la ‘Journal of Geophysical Research Planets’ aplicó métodos desarrollados para explorar la atmósfera de la Tierra para estimar cuantitativamente la influencia de las ondas de gravedad en la circulación planetaria de Marte.

Con la perspectiva de una visita humana, conviene saber más sobre las condiciones en Marte para que todos los involucrados puedan planificar y prepararse en consecuencia. Algo que se ha podido explorar en detalle en los últimos años es una serie de fenómenos atmosféricos marcianos. Naturalmente, muchos de los métodos utilizados para ello se originan en el estudio de nuestra propia atmósfera y, gracias a ello, podemos ver cómo las cosas en Marte difieren enormemente y cuáles podrían ser las implicaciones de esto.

"En la Tierra, las ondas atmosféricas a gran escala causadas por la rotación del planeta, conocidas como ondas de Rossby, son la principal influencia en la forma en que el aire circula en la estratosfera, o la parte inferior de la atmósfera media. Pero nuestro estudio muestra que, en Marte, las ondas de gravedad (OG) tienen un efecto dominante en las latitudes medias y altas de la atmósfera media", sostiene en un comunicado el profesor Kaoru Sato del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de Tokio, autor del estudio. "Las ondas de Rossby son ondas atmosféricas a gran escala u ondas resueltas, mientras que las OG son ondas no resueltas, lo que significa que son demasiado finas para ser medidas o modeladas directamente y deben estimarse por medios más indirectos".

Las ondas de gravedad, que no deben confundirse con las ondas de cuerpos estelares masivos, son un fenómeno atmosférico en el que un paquete de aire se eleva y desciende debido a variaciones en la flotabilidad. Ese movimiento oscilatorio es lo que da lugar a las ondas. Debido a su naturaleza a pequeña escala y a las limitaciones de los datos de observación, los investigadores han tenido dificultades para cuantificar su importancia en la atmósfera marciana. Por ello, el equipo investigador recurrió al conjunto de datos del Sistema de reanálisis de la atmósfera de Marte (EMARS), producido a partir de una serie de observaciones espaciales a lo largo de muchos años, para analizar las variaciones estacionales allí.

MODELOS A REFINAR

“Hemos descubierto algo interesante: las ondas de gravedad facilitan la rápida transferencia vertical del momento angular, lo que influye de forma significativa en las circulaciones meridionales, o norte-sur, en la atmósfera media de Marte”, apunta el estudiante de posgrado de la Universidad de Tokioy coautor Anzu Asumi. “Es interesante porque se asemeja más al comportamiento observado en la mesosfera de la Tierra que en nuestra estratosfera. Esto sugiere que los modelos de circulación atmosférica marciana existentes pueden necesitar ser refinados para incorporar mejor estos efectos de las ondas, mejorando potencialmente las simulaciones climáticas y meteorológicas futuras”.

La investigación también subraya la importancia de las comparaciones planetarias en la ciencia atmosférica. La similitud de Marte con la Tierra en términos de velocidad de rotación e inclinación axial lo convierte en un caso de prueba ideal para estudiar los sistemas climáticos planetarios. Al mismo tiempo, sus características distintivas, como una atmósfera delgada rica en dióxido de carbono y variaciones estacionales pronunciadas, ofrecen información sobre las atmósferas extraterrestres. Al analizar estas diferencias, los investigadores pueden mejorar su comprensión de la dinámica atmosférica fundamental, lo que en última instancia puede contribuir a mejorar los modelos climáticos también para la Tierra.

“De cara al futuro, tenemos previsto investigar el impacto de las tormentas de polvo marcianas en la circulación atmosférica. Hasta ahora, nuestro análisis se ha centrado en años sin grandes tormentas de polvo”, afirma Sato. “Sin embargo, estas tormentas alteran drásticamente las condiciones atmosféricas y sospechamos que pueden intensificar el papel de las tormentas de polvo en la circulación. Nuestra investigación sienta las bases para pronosticar el clima marciano, lo que será esencial para garantizar el éxito de futuras misiones a Marte”.

Los estudios futuros examinarán cómo estas tormentas provocan cambios significativos en los patrones atmosféricos globales. Con estos avances, la posibilidad de predecir con precisión las condiciones atmosféricas en Marte está un paso más cerca de hacerse realidad.