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Por mucho que existan evidencias de agua en el planeta rojo, no es
posible la existencia de una atmósfera climáticamente habitable.
La baja gravedad y la ausencia de campo magnético de Marte hacen de su
atmósfera exterior un blanco fácil para ser arrastrada por el viento
solar, pero nuevos hallazgos de la sonda Mars Express de la ESA muestran
que la radiación Solar podría desempeñar un papel sorprendente en la
fuga atmosférica.
Comprender los distintos caminos que tomó la evolución en los planetas
rocosos del Sistema Solar interior a lo largo de 4.600 millones de años
es clave para determinar qué hace que un planeta sea habitable. Mientras
que la Tierra es un mundo rico en agua, nuestro vecino menor, Marte,
perdió gran parte de su atmósfera en el principio de su historia,
pasando de ser un entorno cálido y húmedo a convertirse en el planeta
árido y frío que conocemos en la actualidad. Por el contrario, nuestro
otro vecino, Venus, actualmente inhabitable y con un tamaño comparable a
la Tierra, presenta una atmósfera densa.
Con frecuencia se señala que una de las formas en que la atmósfera de un
planeta se protege es mediante un campo magnético generado internamente,
como sucede en el caso de la Tierra. El campo magnético desvía las
partículas cargadas del viento solar que escapan del Sol, creando una
burbuja protectora alrededor del planeta: la magnetosfera.
Como Marte y Venus no generan este campo magnético interno, la principal
barrera contra el viento solar es su alta atmósfera, o ionosfera. Al
igual que en el caso de la Tierra, la radiación ultravioleta separa los
electrones de los átomos y moléculas de esa zona, creando una región de
gas cargado eléctricamente. En Marte y Venus, esta capa ionizada —la
ionosfera— interactúa directamente con el viento solar y su campo
magnético para crear una magnetosfera inducida, que actúa ralentizando y
desviando el viento solar alrededor del planeta.
La sonda Mars Express de la ESA ha estado observando durante 14 años
iones cargados —de oxígeno y dióxido de carbono, por ejemplo— liberados
al espacio para comprender mejor la velocidad a la que la atmósfera
escapaba del planeta.
El estudio ha revelado un efecto sorprendente, dado que la radiación
ultravioleta del Sol tiene un papel mucho más importante de lo que se
creía.
“Pensábamos que el escape de iones se debía a una transferencia efectiva
de la energía del viento solar, a través de la barrera magnética
inducida de Marte, hacia la ionosfera”, reconoce Robin Ramstad, del
Instituto Sueco de Física Espacial, y autor principal del estudio sobre
Mars Express.
“De una forma que quizá desafía nuestra intuición, lo que realmente
vemos es que la mayor producción de iones provocada por la radiación
ultravioleta solar blinda la atmósfera del planeta de la energía que
lleva el viento solar, pero que los iones precisan de muy poca energía
para escapar por sí mismos, dada la baja gravedad que une la atmósfera a
Marte”.
Se ha descubierto que la naturaleza ionizante de la radiación solar
produce más iones de los que puede arrastrar el viento solar. Aunque la
mayor producción de iones contribuye a proteger la baja atmósfera de la
energía que lleva el viento solar, el calentamiento de los electrones
parece ser suficiente para arrastrar iones en todas las condiciones,
creando una suerte de ‘viento polar’. La débil gravedad de Marte
—alrededor de un tercio de la de la Tierra— hace que el planeta no pueda
sujetar estos iones y que estos escapen al espacio, independientemente
de la energía extra que aporta un viento solar fuerte.
En Venus, donde la gravedad es similar a la de la Tierra, se necesita
mucha más energía para que se pierda atmósfera de esta forma, y los
iones que abandonan la cara soleada podrían regresar al planeta por la
cara contraria a menos que se aceleren de alguna manera.
“Así, concluimos que, hoy en día, el escape de iones de Marte está
limitado principalmente por la producción y no por la energía, mientras
que en Venus es probable que la limitación se deba a la energía, dada la
mayor gravedad del planeta y la mayor tasa de ionización, por estar más
cerca del Sol”, añade Robin.
“En otras palabras, es probable que el efecto directo del viento solar
en la cantidad de atmósfera que Marte ha perdido con el tiempo sea
mínimo, y que simplemente potencie la aceleración de las partículas que
escapan”.
“La continua observación de Marte desde 2004, que abarcaba los cambios
en la actividad solar desde el mínimo al máximo solar, nos ha
proporcionado un gran conjunto de datos que resulta vital para
comprender el comportamiento a largo plazo de las atmósferas planetarias
y su interacción con el Sol”, explica Dmitri Titov, científico del
proyecto Mars Express de la ESA. “La colaboración con la misión MAVEN de
la NASA, que lleva en Marte desde 2014, también nos permite estudiar los
procesos de escape atmosférico con mayor detalle”.
El estudio también presenta implicaciones para la búsqueda de atmósferas
similares a la de la Tierra en otras partes del Universo.
“Quizá, a la hora de proteger la atmósfera de un planeta, su campo
magnético no sea tan importante como su gravedad, que define hasta qué
punto el planeta conserva sus partículas atmosféricas una vez han sido
ionizadas por la radiación del Sol, independientemente de la fuerza del
viento solar”, añade Dmitri.
Fuente: NASA
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