Un equipo científico logró reproducir en simulaciones la formación de la Nube Alargada de Arsia Mons, un fenómeno que desafía los modelos atmosféricos conocidos y que podría cambiar la comprensión sobre otros planetas.
Cada mañana, junto al colosal volcán Arsia Mons, en Marte, surge una banda blanquecina de hielo que se estira a lo largo de 1.800 kilómetros y se desvanece antes del anochecer. Ese fenómeno, observado por primera vez en 2018 por la sonda Mars Express, carecía hasta ahora de una explicación capaz de reproducirlo con precisión. Un reciente estudio publicado en Nature Geoscience ofrece una respuesta que sorprendió a los propios investigadores: el vapor de agua marciano se transforma directamente en cristales de hielo, sin necesidad de apoyarse en partículas de polvo ni en ningún otro material suspendido en la atmósfera.
La llamada Nube Alargada de Arsia Mons, conocida por sus siglas AMEC, no es humo ni una columna que emane del volcán, tampoco un fenómeno permanente. Se trata de una formación de hielo que nace al costado del macizo montañoso y queda extendida hacia el lado por donde sopla el viento. Su aparición ocurre durante la primavera y el verano del hemisferio sur marciano, en coincidencia con la temporada de polvo del planeta, y se desvanece en el transcurso de la misma jornada. En sus máximas dimensiones, alcanza una longitud equivalente a casi el doble del territorio del Reino Unido.
El relieve de Arsia Mons, un volcán de veinte kilómetros de altitud, cumple un papel determinante. Cuando las corrientes de aire lo rodean, la forma del terreno genera una onda que eleva aire húmedo varios kilómetros en pocos minutos. Durante ese ascenso, la temperatura desciende treinta grados en apenas diez minutos y la humedad relativa se incrementa de manera abrupta. Los especialistas clasifican a la AMEC como una nube orográfica, similar a las que se forman en la Tierra cuando el viento encuentra una montaña y el aire húmedo asciende. La diferencia radica en la delgada atmósfera marciana y en la enorme altura del volcán, una combinación que propicia que el vapor de agua se convierta en hielo y dibuje la franja visible desde el espacio.
Jorge Hernández-Bernal, investigador del LMD/CNRS/Sorbonne Université de París y autor principal del trabajo, señaló que la ubicación de la nube permite observar un proceso que hasta ahora no se había visto en funcionamiento en una atmósfera planetaria. Para recrear la AMEC en el modelo, según explicó, fue necesario incorporar fenómenos físicos que, aunque figuran en los libros de texto, se consideraban teóricos y se creía que no ocurrían en la naturaleza. Una vez incluidos esos procesos en las simulaciones, la nube surgió tal como se esperaba.
En condiciones habituales, una nube requiere algún soporte sobre el cual comenzar a formarse. Cuando el aire húmedo se enfría, el agua puede convertirse en gotas o en cristales de hielo alrededor de partículas suspendidas, como sal, polen, hollín o polvo. Ese mecanismo se denomina nucleación heterogénea y, en el caso de Marte, los científicos suponían que el polvo cumplía esa función. La nueva simulación plantea una alternativa distinta para la AMEC: la enorme subida de humedad y el enfriamiento en torno a Arsia Mons permitirían que el vapor se transforme directamente en hielo, sin polvo ni otro material que sirva de base. A ese proceso se lo conoce como nucleación homogénea.
Hernández-Bernal describió que, para la AMEC, la formación de nubes parece producirse sin necesidad de ningún componente adicional, ya que el vapor de agua se transforma directamente en partículas de hielo sin pasos intermedios. Comparó el fenómeno con las gotas de condensación que aparecen en el centro de una habitación en lugar de en una ventana. El investigador subrayó que el fenómeno exige una humedad relativa fuera de lo común, más de cien mil veces superior a la que se experimenta en la vida cotidiana terrestre, y afirmó que nunca se había visto algo semejante en una atmósfera planetaria.
Los científicos ya habían sugerido que algo parecido podía ocurrir en las capas altas de las atmósferas de la Tierra y de Venus, aunque nunca lo habían detectado. El hallazgo sugiere con firmeza que la humedad de Marte puede alcanzar niveles extremos. La Mars Express identificó por primera vez la AMEC en 2018 y la ha observado en numerosas ocasiones desde entonces. Los estudios sobre su movimiento y evolución establecieron que se trataba de una nube orográfica, pero las simulaciones no lograban reflejar su aparición hasta que el equipo incorporó la nucleación homogénea.
El modelo se elaboró con datos de las tres cámaras de la nave: la Cámara de Monitoreo Visual, la Cámara Estéreo de Alta Resolución y OMEGA. Mars Express puede fotografiar grandes extensiones de la superficie marciana con alta resolución y figura entre las pocas naves que orbitan el planeta capaces de observarlo durante la mañana, justo cuando surge la AMEC. La otra es el Orbitador de Gases Traza ExoMars de la ESA. Aunque la nube creada por computadora conserva diferencias con las observaciones, Hernández-Bernal calificó el resultado como extraordinario, y destacó que reproducir la AMEC con ese grado de precisión representa un gran éxito para el modelo, considerando que la información disponible sobre la atmósfera de Marte es mucho menor que la existente sobre la Tierra.
Colin Wilson, científico del proyecto Mars Express de la ESA, recordó que la nave también puede rastrear cómo cambia la nube en escalas de tiempo de apenas horas, lo que permitió descubrir la formación, seguirla durante años y avanzar ahora sobre la explicación de su origen. El estudio amplía el conocimiento sobre la atmósfera marciana y plantea que ciertos procesos considerados improbables merecen ser tenidos en cuenta al analizar otros planetas, incluidos los exoplanetas. Wilson concluyó que, si bien las nubes en la Tierra y en Marte parecen regirse por las mismas reglas, comprender esta exótica nube marciana requirió una física exótica, y esto puede ser cierto en otros lugares del cosmos.
