Un equipo liderado por el español Jorge Hernández-Bernal explica la nube de 1.800 kilómetros de Marte

La nube aparece en Marte cada mañana de primavera y verano, en el hemisferio sur y en temporada de polvo, y se disipa al caer la tarde. Mide 1.800 kilómetros de largo, y su origen llevaba tiempo desafiando a científicos de medio mundo. Ahora, un equipo internacional liderado por el científico español Jorge Hernández-Bernal, de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) y de la Sorbona de París, ha descifrado el misterio en un trabajo recién publicado en Nature Geoscience. El estudio obliga también a reconsiderar algunos mecanismos que se dan por supuestos al estudiar las atmósferas de otros mundos.

Nubes en el Sistema Solar

En la Tierra hay mil y un tipos de nubes: cúmulos, estratos, cirros, cumulonimbos que portan tempestades o lenticulares que se moldean sobre las cumbres de las montañas. Otros mundos también tienen nubes, con ingredientes distintos. En Venus, densas nubes de ácido sulfúrico envuelven el planeta en un efecto invernadero. En Júpiter y Saturno, masas de amoníaco y vapor de agua dominan tormentas que podrían tragarse planetas enteros. En Titán, la luna de Saturno, nubes de hidrocarburos dejan caer lluvias de metano líquido que forman enormes lagos. Pero nada parecido a la nube de Marte.

Se trata de la Nube Alargada de Arsia Mons (AMEC, por sus siglas en inglés). Es una estela blanca compuesta por cristales de hielo de agua que surge a sotavento de Arsia Mons, un volcán extinto que se eleva hasta los 20 kilómetros de altura, duplicando con creces la altura del Everest. Cada amanecer de primavera y verano, la nube se forma, crece y se estira hasta una longitud que duplica la distancia entre la costa norte y la costa sur de España, equivalente a viajar de Madrid a Berlín. Poco después, al atardecer, se evapora. El ciclo se repite de forma obstinada, mañana tras mañana, durante meses.

Una física «totalmente inesperada»

La AMEC se observó por primera vez en 2018, gracias a la sonda Mars Express de la Agencia Espacial Europea (ESA), que desde entonces la monitoriza sin descanso. Los astrónomos ya sabían que se trataba de una nube orográfica, un tipo de formación que también ocurre en la Tierra, como la célebre nube de Levante que se ancla sobre el Peñón de Gibraltar, cuando el viento empuja el aire húmedo cuesta arriba por la ladera de una montaña. Sin embargo, al introducir los datos en los simuladores, los ordenadores devolvían un error tras otro. Las reglas tradicionales de la meteorología no bastaban para recrear este coloso en un mundo casi desprovisto de agua atmosférica, como es el Marte actual.

«Para crear la AMEC en nuestro modelo -asegura Jorge Hernández-Bernal, autor principal del nuevo estudio-, descubrimos que necesitábamos incluir cierta física exótica… física que, aunque está en los libros de texto, se trata como algo puramente teórico y de la que normalmente se piensa que no ocurre en la naturaleza. Desde luego, no se había visto nunca antes en acción. Pero una vez que incluimos esta física en nuestras simulaciones, la AMEC surgió tal y como esperábamos».

Cristalización sin «semillas»

En la Tierra, y en casi todos los entornos conocidos, las nubes se forman por un proceso llamado nucleación heterogénea: cuando el aire húmedo se enfría, el vapor de agua se condensa sobre diminutas partículas suspendidas, como granos de polen, sal marina, polvo o hollín. En Marte, barrido por gigantescas tormentas de arena, lo lógico era pensar que el abundante polvo actuaba como germen del hielo. Pero los datos decían lo contrario.

«Para la AMEC -explica el científico español-, parece que la formación de nubes tiene lugar sin necesidad de nada de este material. El vapor de agua se convierte directamente en partículas de hielo sin ningún paso intermedio. Para que nos hagamos una idea, es como si aparecieran mágicamente gotas de condensación flotando en medio de una habitación de tu casa, en lugar de hacerlo sobre el cristal de la ventana. A esto lo llamamos “nucleación homogénea”, y nunca lo habíamos visto en una atmósfera planetaria. Es algo totalmente inesperado».

Los físicos teóricos ya habían sugerido que este tipo de formación espontánea podría darse en las capas altas de la atmósfera terrestre o de Venus, pero nadie lo había presenciado, porque requiere niveles de humedad relativa unas 100.000 veces superiores a los de la vida diaria. En un planeta tan gélido y seco, parecía descabellado buscarlos allí.

Pero la montaña dicta sus propias reglas. Cuando los vientos marcianos ascienden por las faldas del Arsia Mons, generan una violenta onda ascendente que lanza masas de aire a gran altitud en cuestión de minutos. Los cálculos revelan que el choque es brutal: la temperatura de ese aire se desploma hasta 30 grados centígrados en apenas 10 minutos. Este “congelador” atmosférico no solo enfría el aire, sino que multiplica drásticamente la humedad en la onda. En ese breve intervalo, el vapor, probablemente alimentado por la gruesa capa de escarcha que cubre la cima del volcán, colapsa directamente en cristales de hielo mediante la nucleación homogénea.

Una ventana a otras atmósferas

Recrear con tanto detalle un modelo atmosférico en un mundo alienígena es un enorme triunfo para la ciencia planetaria. Para lograrlo, Hernández-Bernal y sus colegas analizaron años de datos de tres instrumentos a bordo de Mars Express: la Cámara de Monitoreo Visual, la Cámara Estéreo de Alta Resolución y el espectrómetro OMEGA. Como es una de las pocas naves capaces de observar la superficie marciana a primera hora de la mañana, cuando nace la nube, su papel ha sido irremplazable.

Más allá del espectáculo meteorológico, el descubrimiento deja un mensaje para el futuro: incluso cuando dos planetas comparten las mismas reglas físicas, sus atmósferas pueden empujar esas reglas hasta extremos que nunca se habían observado. Cuando la humanidad estudie de cerca las atmósferas de exoplanetas lejanos en busca de señales de vida, no podrá dar nada por sentado. Comprender esta exótica nube marciana requirió una física exótica, y es muy posible que eso mismo suceda en cualquier otro rincón del Universo.