Marte es el cuarto planeta del Sistema Solar, ubicado entre la Tierra y el gigante gaseoso, Júpiter. Un planeta atractivo para los científicos: se sabe que hace miles de millones de años albergaba abundantes ríos de agua que poco a poco fueron desapareciendo. Precisamente al joven colombiano Johan Nicolás Molina, de 30 años y astrónomo de la Universidad Nacional de Colombia (Unal) le llamó la atención Oceanía, un período próspero en el que este mundo era apto para la vida al tener una atmósfera similar a la de la Tierra.
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Con esta información, Molina comenzó a indagar más sobre el clima marciano y su atmósfera —que ahora es muy diferente a la de ese tiempo al estar muy desgastada— y así fue que en el 2021 comenzó una investigación sobre la incidencia del ciclo solar, que dura 11 años, sobre la atmósfera marciana y específicamente indagó en el efecto que tienen los picos solares en las partículas de vapor de agua, un elemento común en el universo y también un rastro que pudo haber quedado de los ríos de agua abundantes del pasado.
El estudio
Para la investigación Johan Nicolás recopiló miles de cifras provenientes de bases de libre acceso entre 2004 y 2018 de la sonda Mars Express que toma constantemente datos del planeta rojo y también, se revisó información del orbitador Viking 1 que tomó datos en 1975.
En un trabajo que tardó 9 meses, el astrónomo analizó y determinó patrones en los cambios de vapor de agua desencriptando registros de lo que sucedía en la atmósfera, a pesar de que estaban en códigos antiguos que dificultaban la interpretación.
¿Qué encontró? Molina determinó que la concentración de partículas de vapor de agua en Marte varía con los mínimos y máximos solares, este último, cuando hay una mayor actividad del Sol.
“Las partículas del Sol que influyen en el vapor de agua de Marte están en longitudes de onda corta como ultravioleta y rayos X; en los picos solares se emiten muchas de estas partículas aumentando la temperatura de Marte y calentando la atmósfera, entonces la concentración de vapor se expande, así como cuando tenemos una olla caliente, hay una menor concentración de estas partículas. Mientras que en los mínimos solares hay mayor concentración de las partículas de vapor de agua”, explica Johan Nicolás Molina.
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Sin embargo, en altitudes más bajas de la atmósfera se evidenció lo contrario. El científico cuenta que en alturas más bajas de la superficie, entre los 20 a 50 kilómetros, en el máximo solar hay una mayor concentración de estas partículas y en el mínimo, una menor concentración. Es decir, lo contrario a los otros datos que recopilaron.
“La posible respuesta que tenemos es que de pronto en alturas bajas de la atmósfera no solo predomina la influencia del Sol sino también los vientos superficiales de Marte y eso tiene influencia en la forma en la que varía la concentración de vapor de agua”, dice el astrónomo.
También, se identificó que la concentración de vapor de agua en diferentes altitudes de la atmósfera de Marte y en el índice Penticton –que mide el flujo solar– había una relación en cambios que iban en 4 órdenes de magnitud con un promedio de 7.000 millones de partículas por centímetro cúbico, una cifra que parece de un valor variable muy grande (4 órdenes de magnitud) y que manifiesta la incidencia del Sol sobre la atmósfera marciana desde el mínimo hasta el momento más álgido del ciclo solar.
Además se implementó la metodología periodograma de Lomb Scargle, novedosa en este campo, la cual consiste en una simulación computacional del clima de Marte en la plataforma NRLMSISE-00, creada por la Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos.
Los resultados sugieren que a altitudes entre 50 y 60 km de la superficie de Marte la variación en la concentración del vapor de agua está alineada con la variación de la actividad solar, asociada con su ciclo periódico de 11 años.
Según el investigador Molina, “el Sol, sus manchas y la energía que liberan se han estudiado desde la época de Galileo Galilei, pero aún hay muchos parámetros para determinar sus cambios y el impacto en el sistema solar, en este caso en Marte”.
El campo de estudio del clima solar es una línea de investigación reciente de aproximadamente 20 años, explica Molina: “En los últimos años nos hemos dado cuenta de la influencia que tiene el clima solar y el medio interestelar incluso en fenómenos de la Tierra como El Niño y La Niña”.
Este trabajo contó con la revisión de los directores de investigación los profesores Santiago Vargas, del Observatorio Astronómico Nacional, de la Unal, y Jorge Zuluaga, de la Universidad de Antioquia.
¿Cuál es la relevancia científica del proyecto?
Esta investigación, liderada por el astrónomo colombiano, impacta positivamente en la planeación de las futuras misiones espaciales que se dirigirán hacia Marte.
“Esto podrá facilitar las misiones espaciales, si conocemos mejor la atmósfera marciana podemos anticipar posibles contingencias que ocurren en las misiones espaciales. Una molécula de agua mal calculada podría echar para atrás toda una misión, un mal cálculo en la densidad de agua local de la región donde aterrizará el orbitador puede dañar la máquina. Por ejemplo, Mars Express toma los datos desde afuera ya que entrar a la atmósfera trae ciertas consecuencias. Existen otras misiones como Maven que sí entran y es precisamente porque ya hay más conocimiento de la atmósfera y es tecnología más avanzada”, concluye Molina.
