La sonda ExoMars TGO manda los primeros datos sobre la atmósfera de Marte

El orbitador TGO de la misión ExoMars (ESA-Roscosmos) comenzó en abril de 2018 su misión científica desde una órbita a unos cuatrocientos kilómetros sobre la superficie de Marte. Esta distancia le permitió estudiar la atmósfera marciana a través del espectógrafo NOMAD, específicamente diseñado para estudiar el metano, y el instrumento ACS, que estudia la estructura y la química atmosférica.

La revista Nature presenta esta semana las primeras observaciones en dos estudios liderados por el Instituto Belga de Aeronomía Espacial y el Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Rusia, respectivamente. Según los trabajos, las medidas de gases traza obtenidas muestran una carencia de metano en Marte. 

“Nuestros resultados indican que el contenido de metano en la atmósfera de Marte, si lo hay, presenta un límite superior de 0.05 ppbv (partes por mil millones). Es al menos cinco veces menor que el valor mínimo que anteriores experimentos habían detectado”, declara a Sinc Juan José López Moreno, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y coinvestigador principal de NOMAD.

“La vida media de este gas en la atmósfera de Marte es superior a 300 años y, en consecuencia, cualquier metano que haya sido detectado en la atmósfera de Marte en los últimos años debería seguir presente y, por tanto, debería haber sido detectado por nuestros instrumentos”, precisa.

Para el científico, los datos obtenidos indican que “o bien en los últimos 300 años no ha habido metano en Marte en una cantidad superior al límite de 0,1 ppbv , o existe un misterioso y desconocido mecanismo que hace desaparecer esta sustancia”.

El metano resulta especialmente interesante para los expertos porque puede constituir una señal de la existencia de vida –en la Tierra el 95% de este gas en la atmósfera proviene de procesos biológicos–, o de procesos geológicos.

La misión Mars Express (ESA) y el robot Curiosity (NASA) hallaron, en 2004 y 2014 respectivamente, unas cantidades de metano inesperadas que mostraban una sorprendente variabilidad. Más recientemente, Mars Express observó un pico de metano un día después de una de las lecturas más intensas de Curiosity.

Este gráfico resume los intentos significativos de medición de metano en Marte/ ESA

Cómo el polvo afecta a la atmósfera

Las primeras medidas de alta resolución de NOMAD y ACS también han permitido estudiar la distribución vertical del vapor de agua desde cerca de la superficie marciana hasta más de ochenta kilómetros de altura. Durante una tormenta global de polvo, los instrumentos comprobaron que estos fenómenos afectan a los perfiles de vapor de agua. 

“Lo que las medidas de TGO confirman es que las tormentas de polvo aumentan drásticamente, y de manera bastante rápida, la cantidad de vapor de agua en la alta atmósfera, y por tanto la cantidad de agua que escapa de la atmósfera”, cuenta Francisco González Galindo, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que participa en los dos trabajos.

Las observaciones son consistentes con los modelos de circulación global: el polvo absorbe la radiación del sol, calienta el gas circundante y provoca que se expanda, lo que a su vez redistribuye otros ingredientes, como el agua, en un rango vertical más amplio.

También se establece un mayor contraste de temperatura entre las regiones ecuatoriales y polares, lo que fortalece la circulación atmosférica. Al mismo tiempo, gracias a las temperaturas más altas, se forman menos nubes de hielo y agua, que normalmente limitarían el vapor de agua a altitudes más bajas.

Resumen de los tres nuevos resultados presentados por los equipos de ExoMars Trace Gas Orbiter/ ESA; spacecraft: ESA/ATG medialab

Además, los equipos han estudiado por primera vez el agua “semipesada” (un tipo de agua con un átomo de hidrógeno reemplazado por un átomo de deuterio), simultáneamente con el vapor de agua.

“Estas medidas son fundamentales para entender la evolución de Marte desde un clima cálido y húmedo en el pasado remoto hasta el actual clima seco y frío”, precisa el investigador español.

“Si asumimos que las tormentas globales de polvo han existido durante parte de la historia de Marte, esto hace que la cantidad de agua que puede haber escapado es mayor de lo que pensábamos, y por tanto, en el pasado podría haber habido más agua de lo que creíamos”, concluye.

Referencias bibliográficas:

O. Korablev et al. “Early observations by ExoMars Trace Gas Orbiter show no signs of methane on Mars”, Nature, Feb. 2019

A.C Vandaele et al. “Martian dust storm impact on atmospheric water and D/H observed by ExoMars Trace Gas Orbiter”, Nature, Feb. 2019.