El escrutinio mediante IA de 20 años de imágenes tomadas desde la órbita marciana ha permitido a los investigadores descubrir que el viento es mucho más fuerte de lo esperado, lo que explica, en parte, la abundancia de polvo en su atmósfera

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Los torbellinos de polvo que se forman y avanzan por la superficie de Marte llevan años llamando la atención de los científicos. Ahora, un equipo de investigadores ha utilizado las imágenes de más de mil de estos remolinos recogidas por las sondas Mars Express y ExoMars TGO, de la ESA, para descubrir que los vientos marcianos son más veloces de lo que pensábamos.

Los autores han examinado mediante inteligencia artificial (IA) y técnicas de aprendizaje profundo 1.039 remolinos de polvo que ocurrieron entre 2004 y 2024 y publican los resultados este miércoles en la revista Science Advances. Para ello han medido las trayectorias, tamaños y velocidades de estos remolinos marcianos y de ahí han inferido algo que en Marte era hasta ahora invisible: el comportamiento de los vientos a nivel global y con el cambio de las estaciones.

El equipo liderado por Valentin Bickel, de la Universidad de Berna, en Suiza, ha documentado por primera vez con detalle cómo los vientos horizontales cercanos a la superficie influyen en la elevación del polvo y la iniciación de los remolinos, y cómo varían estacionalmente, una información que podría ser útil para la exploración planetaria.

Al rastrear la velocidad de los remolinos de polvo, los investigadores detectaron velocidades del viento de hasta 44 m/s (158 km/h). Esto es más rápido de lo que jamás han medido los vehículos de exploración en tierra (rovers), aunque los autores recuerdan que el aire marciano es tan tenue que un ser humano apenas notaría un viento de 100 km/h en Marte.

En la mayoría de los casos, los remolinos de polvo se desplazaban por el paisaje a una velocidad superior a la prevista por los modelos meteorológicos actuales de Marte. Y, en lugares donde la velocidad del viento es superior a la esperada, es posible que se esté levantando mucho más polvo del suelo de lo que creíamos.

Hacer visible el viento

Al examinar el desarrollo, la duración y la gravedad de los remolinos de polvo, los científicos pueden trabajar en retrospectiva para aprender sobre la dinámica de los vientos del planeta y anticipar los peligros que podrían encontrar las naves espaciales.

Los torbellinos de polvo hacen visible el viento, normalmente invisible. Al medir su velocidad y dirección de desplazamiento, hemos comenzado a cartografiar el viento en toda la superficie de Marte

“Los torbellinos de polvo hacen visible el viento, normalmente invisible”, explica Bickel. “Al medir su velocidad y dirección de desplazamiento, hemos comenzado a cartografiar el viento en toda la superficie de Marte. Esto era imposible antes porque no disponíamos de suficientes datos para realizar este tipo de medición a escala global”.

Al igual que la Tierra, Marte tiene estaciones. El catálogo también destaca que los remolinos de polvo son más comunes en primavera y verano en cada hemisferio. Duran unos minutos y suelen ocurrir durante el día, alcanzando su punto máximo entre las 11:00 y las 14:00 hora solar local. Esto es muy similar a lo que vemos en la Tierra, donde los remolinos de polvo son más comunes en lugares secos y polvorientos al final de la mañana y al principio de la tarde durante los meses de verano.

El planeta de la “calima eterna”

Ricardo Hueso, catedrático de física en la UPV-EHU y especialista en ciencias planetarias, recuerda que estos remolinos se forman de manera similar en la Tierra. “Cuando el sol calienta el terreno en la superficie de Marte, la diferencia de temperatura entre el terreno y el aire hace que se formen corrientes ascendentes y esas corrientes pueden adquirir un movimiento circular y levantar polvo de la superficie”, explica a elDiario.es. Para Hueso, lo interesante es que al observar cómo se mueven estos remolinos, los autores han sido capaces de medir velocidades de viento en superficie, que son muy intensas.

Este resultado nos muestra que las condiciones en Marte favorecen ese levantamiento de polvo y explican, en parte, por qué su atmósfera siempre está cubierta por estas tormentas

“Vehículos como el Perseverance tienen un sensor de vientos, en este caso la estación meteorológica MEDA, fabricada en España”, destaca Hueso. “Y estos sensores de vientos sistemáticamente nunca han sido capaces de registrar estas velocidades tan veloces, sino más bien del orden de los 85 km/h”. Como la densidad de la atmósfera es muy pequeña, estos vientos no podrían arrastrar un rover, aunque sí causarle daños, ya que puede levantar enormes cantidades de polvo, relata. “Este resultado nos muestra que las condiciones en Marte favorecen ese levantamiento de polvo y explican, en parte, por qué su atmósfera siempre está cubierta por estas tormentas, convertido en una especie planeta de la calima eterna”.

Jorge Hernández Bernal, investigador en la Universidad de Sorbona e involucrado en las misiones Mars Express y TGO cree que el principal aporte científico de este estudio es medir los vientos marcianos en una multitud de regiones y épocas del año diferentes. “Los vientos son una de las variables más importantes para calibrar los modelos climáticos, así que los datos que aporta esta investigación son muy útiles”, señala. Por otra parte, el polvo es la clave en la atmósfera de Marte, porque absorbe la luz del sol y así regula la temperatura. “La cantidad de polvo que haya en suspensión, su altura, y su distribución, afecta a toda la dinámica global del planeta, hasta el punto que una tormenta de polvo puede dejar en los patrones atmosféricos una huella perceptible en el lado opuesto del planeta”, destaca.

José Antonio Rodríguez Manfredi, investigador del Centro de Astrobiología (INTA-CSIC) que ha participado en el diseño de los instrumentos que miden la velocidad del viento marciano desde los rovers, reconoce que la cobertura que han hecho los autores de este estudio desde satélite cubre un área mayor, aunque se estarán perdiendo fenómenos de pequeño tamaño. “Lo interesante es la complementariedad con los que nosotros podemos hacer desde la superficie”, afirma. “El registro de eventos desde la superficie da mucha información sobre los mecanismos de arranque, la dinámica física del propio evento, estimaciones de cantidades de polvo elevado, tamaños de partículas… Puede resultar interesante un estudio complementario con los datos de este trabajo”.

Con estos estudios globales desde órbita se completa el panorama: pasamos de casos individuales a patrones globales, de la anécdota al sistema

El astrofísico Iñaki Ordóñez-Etxeberría, especialista en remolinos marcianos, cree que es un estudio muy relevante, que aprovecha el pequeño desfase temporal entre los distintos canales de color de la cámara que permite detectar movimiento. “Gracias a ese desfase, es posible medir el desplazamiento del polvo en cada imagen y calcular velocidades del viento en superficie”, informa. Coincide con Rodríguez Manfredi en este enfoque orbital se complementa perfectamente con lo que sabemos desde el suelo gracias a las estaciones REMS y MEDA, a bordo de los rovers Curiosity y Perseverance. “Con estos estudios globales desde órbita se completa el panorama: pasamos de casos individuales a patrones globales, de la anécdota al sistema”, subraya.

Por último, destaca el experto, aunque son fenómenos efímeros y locales, los remolinos de polvo juegan un papel climático de primer orden en Marte. “Inyectan polvo a la atmósfera, lo que modifica los perfiles de temperatura, favorece la formación de nubes y contribuyen a la pérdida de agua al espacio”, comenta. “Son eventos meteorológicos comunes en Marte, energéticos y están por todo el planeta, aunque como muestra este estudio no de forma homogénea. Entenderlos es clave para modelizar bien el clima marciano, y además, visualmente son espectaculares”.