Una tormenta inesperada en Marte desvela cómo el planeta perdió su agua

La imagen actual de Marte como un desierto árido contrasta con lo que fue en el pasado. Los canales secos, los minerales alterados por el agua y otras huellas geológicas grabadas en su superficie cuentan la historia de un mundo que alguna vez fue mucho más húmedo. Entender cómo desapareció ese agua sigue siendo uno de los grandes enigmas de la ciencia planetaria. Ahora, un equipo científico coliderado desde Granada aporta una pieza fundamental a ese rompecabezas.

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) han demostrado por primera vez que una tormenta de polvo anómala, intensa pero de escala local, fue capaz de impulsar el transporte de vapor de agua hasta las capas más altas de la atmósfera marciana durante el verano del hemisferio norte, una época en la que este proceso no se consideraba relevante. El hallazgo, publicado en la revista Communications: Earth & Environment, revela que Marte puede perder agua de forma significativa incluso durante sus periodos más tranquilos.

"El hallazgo revela el impacto de este tipo de tormentas en la evolución climática del planeta y abre una nueva vía para entender cómo Marte perdió gran parte de su agua a lo largo del tiempo", explica Adrián Brines, investigador del IAA-CSIC y coautor principal del estudio junto con Shohei Aoki, de la Universidad de Tokio.

El rastro del agua perdida

Una de las claves para conocer cuánta agua ha perdido Marte es medir cuánto hidrógeno ha escapado al espacio. Cuando el agua se descompone en la atmósfera, el hidrógeno se libera con facilidad y puede perderse en el espacio exterior. Las mediciones actuales indican que el planeta ha perdido una cantidad enorme de agua a lo largo de miles de millones de años, suficiente para cubrir gran parte de su superficie con cientos de metros de profundidad.

Al igual que la Tierra, Marte presenta cuatro estaciones debido a una inclinación del eje de rotación similar. Sin embargo, su órbita es más elíptica, lo que significa que durante parte de su año el planeta se encuentra más cerca del Sol y recibe más energía. A esto se suma una marcada diferencia en la elevación del terreno entre ambos hemisferios, más bajo en el norte que en el sur, lo que provoca que los veranos del hemisferio sur sean mucho más cálidos y dinámicos que los del hemisferio norte.

Durante el verano austral (el verano del hemisferio sur) la atmósfera se carga de polvo y se calienta, lo que favorece que el vapor de agua ascienda hasta capas muy altas. Allí, la radiación solar lo descompone y permite que el hidrógeno escape al espacio. En cambio, durante el verano boreal (el del hemisferio norte), el agua queda confinada a altitudes más bajas y la pérdida es mucho menor. Este ciclo estacional convierte al verano austral en el principal periodo de pérdida de agua de Marte, un proceso que, repetido año tras año durante miles de millones de años, ha sido clave en la transformación del planeta rojo.

Una tormenta que rompe el patrón

El nuevo estudio ha detectado un aumento inusual de vapor de agua en la atmósfera media de Marte durante el verano del hemisferio norte en el año marciano 37, que corresponde al periodo 2022-2023 en la Tierra. Los años marcianos se empezaron a contar en 1955, cuando por primera vez fue posible medir con suficiente precisión la posición de Marte en su órbita. Como el planeta rojo tarda casi el doble que la Tierra en dar una vuelta al Sol, un año marciano equivale aproximadamente a dos años terrestres.

El hallazgo se basa en la combinación de datos del Trace Gas Orbiter (TGO) de la misión ExoMars de la Agencia Espacial Europea y su instrumento NOMAD (en cuyo equipo científico participa activamente el IAA-CSIC) con observaciones de otras misiones activas en órbita marciana, como Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA y la Emirates Mars Mission.

"Gracias a la monitorización constante y sistemática de estas observaciones y a las herramientas de cálculo del IAA-CSIC para este tipo de estudios atmosféricos, hemos podido estudiar no solo la distribución vertical del vapor de agua, sino también la distribución de polvo en la atmósfera, la formación de nubes de hielo de agua y el escape de hidrógeno al espacio", detalla Adrián Brines.

Una tormenta de polvo atípica provocó una inyección repentina y muy intensa de vapor de agua que alcanzó alturas de hasta 60-80 kilómetros, especialmente en latitudes altas del hemisferio norte. En esas altitudes, la cantidad de agua fue hasta diez veces mayor de lo habitual, un comportamiento que no se había observado en años marcianos anteriores y que no predicen los modelos climáticos actuales.

Este exceso de vapor de agua no fue local: se detectó de forma simultánea en todas las longitudes, lo que indica que el agua se distribuyó rápidamente alrededor del planeta. Tras unas semanas, la cantidad de polvo en la atmósfera volvió a niveles normales y, en consecuencia, el vapor de agua volvió a concentrarse en las capas bajas.

Del vapor al escape

El fenómeno no se quedó solo en la atmósfera media. Las observaciones independientes de las misiones Emirates Mars Mission y Mars Reconnaissance Orbiter mostraron que, poco después, aumentó de forma notable la cantidad de hidrógeno en la exobase, la región donde la atmósfera se mezcla con el espacio. Como consecuencia, el escape de hidrógeno al espacio se incrementó aproximadamente 2,5 veces respecto a años anteriores durante la misma estación.

Aunque este episodio fue breve y no tan intenso como los grandes eventos de pérdida de hidrógeno asociados al verano austral y a las tormentas globales de polvo, demuestra que Marte puede perder agua de forma significativa incluso durante periodos tradicionalmente tranquilos.

"Estos resultados aportan una nueva pieza al retrato incompleto de cómo Marte ha ido perdiendo su agua a lo largo de miles de millones de años y muestran que episodios cortos pero intensos pueden tener un papel relevante en la evolución climática del planeta rojo", concluye Brines.

El estudio abre interrogantes sobre cuántos de estos eventos anómalos pueden haber ocurrido a lo largo de la historia de Marte y cuál ha sido su contribución real a la pérdida total de agua. Con las misiones actuales y futuras monitorizando sistemáticamente el planeta, será posible confirmar o refinar estas estadísticas y comprender mejor los múltiples caminos por los que Marte se convirtió en el mundo seco que conocemos hoy.