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Remolinos de polvo marcianos

Un remolino de polvo capturado por el rover Curiosity en 2020

Los remolinos de polvo marcianos son vórtices atmosféricos convectivos que se forman en la superficie de Marte . Fueron descubiertos a partir de datos proporcionados por las sondas Viking de la NASA y han sido fotografiados por satélites en órbita y vehículos exploradores de superficie en misiones posteriores.

Aunque su formación y apariencia son comparables a los remolinos de polvo terrestres , los remolinos de polvo marcianos pueden ser mucho más grandes que los que se encuentran en la Tierra . Pueden ser lo suficientemente poderosos como para representar una amenaza para los exploradores y otras tecnologías, [1] aunque algunos encuentros documentados han beneficiado a los exploradores al limpiarlos de polvo.

Observación

Remolino de polvo marciano fotografiado por la sonda Mars Reconnaissance Orbiter . Este remolino de polvo tiene 800 m (2600 pies) de alto y 30 m (98 pies) de ancho.

La existencia de remolinos de polvo en Marte fue confirmada por el análisis de datos de las sondas Viking a principios de la década de 1980. Las fotografías de los orbitadores Viking revelaron rastros a través de la superficie marciana que se sospecha que fueron causados ​​por remolinos de polvo, y los datos de los instrumentos meteorológicos de los módulos de aterrizaje confirmaron que los vórtices convectivos eran la causa. [2] Las fotografías orbitales tomadas previamente por Mariner 9 también mostraron lineaciones de la superficie que inicialmente se pensó que eran las crestas de las dunas de Seif , pero también se demostró que eran rastros de remolinos de polvo según los datos de Viking. [3]

Desde entonces, los remolinos de polvo marcianos han sido detectados y fotografiados tanto por satélites en órbita como por exploradores en la superficie. El explorador Mars Pathfinder detectó 79 vórtices convectivos a través de datos de presión atmosférica y fotografió varios remolinos de polvo con su cámara gran angular. [2] El 7 de noviembre de 2016, la misión Mars Orbiter fotografió cinco remolinos de polvo con una altura de entre 0,5 y 1,9 kilómetros (0,31 a 1,18 millas) en una sola observación realizada por la misión Mars Orbiter en el hemisferio sur marciano. [4] El 27 de septiembre de 2021, el explorador Perseverance se encontró directamente con un remolino de polvo marciano, fotografiando y grabando el sonido del vórtice a su paso, la primera observación de este tipo en la historia de la exploración de Marte . [5]

El rover Perseverance registró un remolino de polvo muy alto a lo lejos el 30 de agosto de 2023. Se encontraba a unos 4 kilómetros de distancia y se movía de este a oeste a unos 19 km/h. Su ancho era de unos 60 metros. Aunque solo los 118 metros inferiores del remolino eran visibles en el marco de la cámara, los científicos calcularon su altura total en unos 2 kilómetros basándose en la longitud de su sombra [6] , más alta que el tornado promedio en la Tierra. [7]

Formación y características

Los remolinos de polvo de Marte se forman por el mismo mecanismo básico que los de la Tierra; en concreto, la energía solar calienta la superficie marciana, lo que hace que el aire cálido cercano al suelo se eleve a través del aire más frío que hay por encima, creando una corriente ascendente. A continuación, el viento horizontal provoca la rotación, formando un vórtice. El levantamiento del material de la superficie a través del vórtice crea un remolino de polvo visible. Sin embargo, en promedio, los remolinos de polvo marcianos son aproximadamente tres veces más grandes que sus homólogos terrestres. Los vórtices más grandes pueden alcanzar alturas de hasta 8 kilómetros y anchos de hasta 700 metros, y durar más de 25 minutos. [8] [9] La mayor altura de los remolinos de polvo marcianos puede deberse a una capa límite planetaria que es varios kilómetros más gruesa en promedio que la de la Tierra. [10]

Torbellino visto por el rover Perseverance en 2023.

Los remolinos de polvo se producen con mucha frecuencia en Marte. Un equipo de investigadores ha calculado una tasa de un evento por sol por cada kilómetro cuadrado de la superficie marciana. [11]

Al igual que en la Tierra, se producen durante las épocas más cálidas del año. Las investigaciones han revelado un comportamiento estacional muy predecible: la actividad aumenta bruscamente justo antes del equinoccio de primavera marciano, alcanza su punto máximo a mediados del verano y disminuye después del equinoccio de otoño. Se ha identificado a Amazonis Planitia como la región más propensa a la actividad de remolinos de polvo en Marte. [12]

Se cree que los remolinos de polvo desempeñan un papel importante en el clima de Marte . Al levantar grandes cantidades de material de la superficie por encima del suelo, pueden ser responsables de hasta el 30% del polvo que se encuentra en la atmósfera marciana, lo que crea un efecto de calentamiento y regula la cantidad de vapor de agua en la atmósfera. A medida que exponen capas inferiores y más oscuras de regolito , el cambio en el albedo de la superficie puede alterar los climas locales. [10]

Los grandes remolinos de polvo pueden suponer un peligro para los equipos de la Tierra. [1] Sin embargo, algunos vórtices han tenido efectos beneficiosos. En 2005, el rover Spirit se topó directamente con un remolino de polvo que hizo volar el polvo que se había acumulado en los paneles solares del rover, lo que aumentó drásticamente los niveles de energía y mejoró la productividad de la investigación. [13] Los rovers Opportunity y Sojourner también experimentaron una recuperación repentina e inesperada de la producción de energía de forma periódica , lo que amplió considerablemente su vida útil operativa. Se sospechaba que los remolinos de polvo eran la causa de estas recuperaciones. [10]

Pistas

Imágenes de huellas de remolinos de polvo tomadas por la cámara Mars Orbiter Camera (MOC) de la sonda Mars Global Surveyor (MGS) .

Las huellas dejadas por los remolinos de polvo marcianos se distinguen por su apariencia oscura, similar a filamentos, aunque también se han observado huellas de color más claro. [14] Sus patrones revelan varias tendencias notables con respecto al comportamiento de los remolinos de polvo en Marte. Las trayectorias tienden a ser rectas o curvilíneas, y pueden tener hasta 75 kilómetros de longitud. Las trayectorias generalmente van de este a oeste en ambos hemisferios, aunque las del hemisferio norte con frecuencia indican una orientación de noreste a suroeste. [3]

La fotografía de superficie ha revelado que los patrones de las huellas son altamente transitorios debido a las tormentas de polvo y otros fenómenos que frecuentemente borran las huellas, permitiendo que se formen patrones completamente nuevos. [15]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Smith, Peter; Renno, Nilton (6 de junio de 2001). "Estudio de los remolinos de polvo de la Tierra para una posible misión a Marte". UniSci News. Archivado desde el original el 19 de abril de 2012. Consultado el 1 de diciembre de 2006 .
  2. ^ ab Ringrose, TJ; Towner, MC; Zarnecki, JC (2003). "Viking Lander 1 y 2 revisitados: la caracterización y detección de remolinos de polvo marcianos" (PDF) . Sexta Conferencia Internacional sobre Marte : 3017. Bibcode :2003mars.conf.3017R – vía Lunar and Planetary Institute.
  3. ^ ab Grant, John A.; Schultz, Peter H. (11 de octubre de 1985). "Posibles huellas similares a las de un tornado en Marte". Science . 237 (4187): 883–885. doi :10.1126/science.237.4817.883. JSTOR  1699893. PMID  17771377. S2CID  38437445.
  4. ^ Singh, Ramdayal; Arya, AS (29 de enero de 2019). «Remolinos de polvo marcianos observados por la cámara a color de Marte a bordo de la misión Mars Orbiter» (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 19 de febrero de 2019. Consultado el 19 de febrero de 2019 .
  5. ^ "La sonda Perseverance de la NASA registra un remolino de polvo marciano". NASA Mars . 13 de diciembre de 2022 . Consultado el 10 de julio de 2023 .
  6. ^ "El torbellino marciano se lleva el 'Thorofare'". Laboratorio de Propulsión a Chorro .
  7. ^ "¿Qué altura tiene un tornado?". 23 de febrero de 2023.
  8. ^ "Los remolinos de polvo marcianos en acción". Agencia Espacial Europea . 22 de febrero de 2021 . Consultado el 10 de julio de 2023 .
  9. ^ Reiss, D.; Zanetti, M.; Neukum, G. (septiembre de 2011). "Observaciones multitemporales de remolinos de polvo activos idénticos en Marte con la cámara estéreo de alta resolución (HRSC) y la cámara Mars Orbiter (MOC)". Icarus . 215 (1): 358–369. doi :10.1016/j.icarus.2011.06.011. ISSN  0019-1035.
  10. ^ abc Lorenz, Ralph D. (julio de 2020). "Remolinos de polvo en Marte". Physics Today . 73 (7): 62–63. Bibcode :2020PhT....73g..62L. doi : 10.1063/PT.3.4531 . S2CID  225606274.
  11. ^ Jackson, Brian; Lorenz, Ralph; Davis, Karan (1 de enero de 2018). "Un marco para relacionar las estructuras y las estadísticas de recuperación en estudios de series temporales de presión para remolinos de polvo". Icarus . 299 : 166–174. arXiv : 1708.00484 . doi :10.1016/j.icarus.2017.07.027.
  12. ^ Fenton, Lori K.; Lorenz, Ralph (1 de noviembre de 2016). "Altura y espaciamiento de los remolinos de polvo en relación con el espesor de la capa límite planetaria marciana". Icarus . 260 : 246–262. doi :10.1016/j.icarus.2015.07.028.
  13. ^ David, Leonard (12 de marzo de 2005). "Spirit Gets A Dust Devil Once-Over". Space.com . Consultado el 1 de diciembre de 2006 .
  14. ^ Icarus, Dennis (24 de septiembre de 2010). "El misterio del remolino de polvo de Marte se resuelve en la Tierra". Wired . Consultado el 30 de noviembre de 2016 .
  15. ^ Atwood-Stone, Corwin (23 de marzo de 2013). "Huellas de remolinos de polvo y vetas en pendientes sobre dunas de arena marcianas". HiRISE . Universidad de Arizona.