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El Viento Solar en Marte

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El Viento Solar en Marte

Durante miles de millones de años, el viento solar ha erosionado lentamente la atmósfera marciana -- transformando el planeta en un desolado desierto.

NASA
Martehall Space Flight Center

see caption31 de enero, 2001 -- Si fuese posible llevar, por medio de la magia, una taza de agua desde la Tierra hasta la superficie de Marte, el líquido se evaporaría instantáneamente al llegar. La atmósfera de Marte es tan sutil (con una densidad menor del 1% de la de la Tierra) que allí, simplemente, el agua líquida no puede existir por mucho tiempo.

Esto es un enigma para los científicos planetarios, ya que la superficie de Marte muestra un gran número de rastros de agua líquida. Sistemas de valles secos, depósitos sedimentarios, y caóticas llanuras de drenaje, indican que hace miles de millones de años fluyó agua marciana por la superficie, y para ello la atmósfera debe haber sido sustancialmente más densa de lo que es ahora. ¿Pero donde se fue todo ese aire marciano?

Nuevas evidencias obtenidas por la nave espacial Explorador Global de Marte (MGS en inglés) de la NASA apoyan la antigua sospecha de que la mayor parte de la atmósfera de planeta rojo fue simplemente aventada - por el viento solar.

Derecha, arriba: La Tierra está protegida del viento solar por una burbuja magnética que se extiende 50 mil kilómetros en el espacio - la magnetósfera de nuestro planeta. Derecha, abajo: Sin una magnetósfera importante que lo proteja, gran parte de la atmósfera de Marte está expuesta directamente a las veloces partículas provenientes del Sol. [más]

El viento solar es parte de la atmósfera exterior del Sol, que tiene un agitado movimiento. La corona solar, con temperaturas de más de un millón de grados C, está tan caliente que la gravedad del Sol no la puede sujetar; fluyendo hacia fuera del Sol en todas las direcciones, con una velocidad de entre 400 a 800 km/s. Todos los planetas del sistema solar están inmersos en esta arrolladora brisa de partículas cargadas.

Aquí en la Tierra, estamos protegidos del viento solar por un campo magnético global (el mismo que hace que las agujas de los compases apunten al norte). La magnetósfera de nuestro planeta, que se extiende lejos hacia el espacio, desvía los iones del viento solar antes que penetren en la atmósfera.

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Marte no es tan afortunado. Careciendo de un campo magnético planetario, la mayor parte del planeta rojo e recibe el viento solar con todas sus fuerzas. "La atmósfera marciana se extiende por cientos de kilómetros sobre la superficie, donde es ionizada por la radiación ultravioleta del Sol," dice Dave Mitchell, un científico espacial de la Universidad de California en Berkeley. "El viento solar magnetizado simplemente atrapa estos iones y los barre lejos."

"En 1989, la sonda soviética Phobos 2 realizó mediciones directas de la erosión de la atmósfera (marciana)," continuó. Cuando la nave espacial pasó a través de la estela del viento solar detrás (por el lado nocturno) de Marte, instrumentos abordo detectaron iones que habían sido arrancados de la atmósfera de Marte y fluían hacia fuera, arrastrados por el viento solar. "Si extrapolamos en el tiempo las mediciones de la Phobos a 4 mil millones de años atrás, la erosión del viento solar da cuenta de la mayor parte de la atmósfera perdida por el planeta."

"Para calcular la pérdida total de atmósfera," añadió, "debemos tomar en cuenta de cómo el Sol ha cambiado en los últimos 4 mil millones de años. La emisión de luz ultravioleta del Sol era mayor en el pasado, y probablemente el viento solar era mucho más fuerte. Esto significa que la erosión del viento solar era probablemente mucho más eficiente en el pasado que hoy día."  

A pesar que Marte no tiene actualmente una magnetósfera importante, los científicos piensan que alguna vez la tuvo y que sus remanente aun existen. En 1998 los magnetómetros del MGS descubrieron una red de ondas magnéticas, repartidas por el hemisferio sur de Marte. Los campos magnéticos se curvan localmente sobre la superficie como paraguas, alcanzando cientos de kilómetros de altura. "Si está parado en Marte, en una de estas áreas," dice Mitchell, "podría medir un campo magnético con una potencia semejante el de la Tierra -- de unas pocas décimas de un gauss." En otras partes del planeta, el campo magnético es entre 100 y 1000 veces más débil.

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Arriba: Mapa de la componente vertical (radial) de los campos magnéticos que salpican la costra marciana. Las áreas rojas y azules son zonas donde campos magnéticos, de una intensidad mayor al promedio, protegen al planeta de la erosión del viento solar.

Sin duda, pareciera que los paraguas magnéticos de Marte actúan como magnetósferas en miniatura. Desvían el viento solar en sus alrededores y protegen bolsones de gas ionizado por la radiación UV del Sol, que de otro modo sería arrastrado.

En una reciente reunión de la American Geophysical Union, Mitchell y sus colegas develaron el primer mapa global de la ionosfera (la parte ionizada de la atmósfera) del planeta rojo jamás realizado, basado en información recogida por el reflectómetro de electrones del Explorador Global de Marte. "La ionosfera muestra claramente la distribución de los campos magnéticos de la superficie, y parece haber una correspondencia 1-a-1," destacó Mitchell. Los lugares donde paraguas magnéticos desvían el viento solar, son además puntos donde la ionosfera es retenida hasta una gran altura sobre el planeta.

Mitchell advierte que bajo estos paraguas magnéticos, la atmósfera neutra (no ionizada) al "nivel del mar" marciano no es particularmente más densa -- ¡no hay oasis de aire para los futuros colonos! Más bien, las mini-magnetósferas son sencillamente lugares donde las pérdidas atmosféricas de gran altura son relativamente bajas. La mayor parte de Marte recibe toda la potencia del viento solar. Para retener una atmósfera densa, se necesitaría un campo magnético que abarque todo el planeta.

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Arriba: Mapa de la ionosfera de Marte. Los colores representan las probabilidades que el Explorador Global de Marte pase por la ionosfera al orbitar a 400 kilómetros de altura. Azul indica bajas posibilidades, lo que significa que la nave vuela por el viento solar y que la ionosfera está bajo la nave. Amarillo y rojo indican los lugares donde la ionosfera sobresale por sobre los 400 kilómetros de altura. (Crédito: David Mitchell, UC Berkeley.)

El campo magnético global de la Tierra es producido por un dínamo activo -- que hace circular corrientes en el núcleo de metal líquido del planeta. Un dínamo similar se agitó alguna vez dentro de Marte, pero por razones desconocidas dejó de trabajar hace cuatro mil millones de años. Los pequeños campos magnéticos que vemos actualmente son remanentes de aquel campo magnético original.

¿Cómo saben los científicos cuando se apagó ese dínamo? "Marte ha sido gentil con nosotros," explica Mitchell. "Hay dos grandes cuencas de impacto, Hellas y Argyre, de cerca de cuatro mil millones de años de antigüedad, que están desmagnetizadas. Si el dínamo hubiese estado operando todavía cuando se formaron, la costra se hubiese remagnetizado a medida que se enfriaban. Por lo que el dínamo debe haberse detenido antes."

magnetic TierraLa Tierra tiene también una ionosfera generada y mantenida por la luz UV solar, pero en nuestro mundo -- a diferencia de Marte -- la ionosfera envuelve todo el planeta. Comienza a una altura de unos 90 km y se extiende por miles de kilómetros en el espacio. Debido a que la ionosfera se acomoda y protege dentro la mucho mayor magnetósfera de nuestro planeta, la erosión del viento solar no es un problema. Estas son buenas noticias para los radio-aficionados, que dependen de la capacidad radio reflectante de la ionosfera, para las comunicaciones de onda corta sobre el horizonte. ¡Vivir en un planeta magnetizado tiene sus ventajas!

Sin embargo las ventajas pueden ser mucho mayores que la radio amateur. Los campos magnéticos planetarios pueden ser un ingrediente esenciales para los mundos que acogen vida y que orbitan estrellas con potentes vientos solares, mundos que necesitan retener una atmósfera importante y agua líquida. Sin duda, si el dínamo marciano no se hubiese detenido hace miles de millones de años, el planeta rojo podría estar hoy lleno de marcianos. ¡En lugar de eso, Marte es un desierto frígido, y aparentemente está tan falto de vida como lo está de su perdido magnetismo personal!

Enlaces Web, en español e inglés


Marte Sedimentario -- artículo (en español) Ciencia@NASA: Imágenes enviadas por la nave Observador Global de Marte muestran capas de rocas sedimentarias que podrían haberse formado bajo el agua, en el lejano pasado marciano.

El caso del agua extraviada en Marte -- artículo (en español) Ciencia@NASA: Muchas pistas sugieren que agua líquida fluyó alguna vez en Marte -- elevando las expectativas acerca de si allí la vida pudo haber surgido-- pero las evidencias son aún insuficientes y a veces contradictorias.

Las Capas de Marte -- artículo (en español) Ciencia@NASA: El año pasado, el Explorador Global de Marte localizó unos terrenos que parecían ser depósitos de rocas sedimentarias. Estas misteriosas capas de roca podrían ser un buen lugar para empezar a buscar fósiles marcianos, si es que se formaron bajo el agua - como algunos científicos sospechan.

Programa de Exploración de Marte -- del Laboratorio de Propulsión a Chorro de NASA, en Pasadena, California, EEUU.

Sistemas de Ciencias Espaciales Malin -- la compañía que opera la Cámara Orbital de Marte, a bordo del Observador Global de Marte, que tomó las imágenes de alta resolución que muestran regiones sedimentarias en Marte,

Beagle 2 -- página principal, de esta espacio nave.

Vehículos de Exploración de Marte -- información de la Universidad de Cornell de los dos vehículos a control remoto de Marte que la NASA planea lanzar el año 2003.

Vehículos Gemelos Van a Marte -- artículo de Science@NASA: El anuncio de NASA sobre el plan de lanzar dos grandes vehículos de exploración científica al planeta rojo el año 2003.

Formas Tendidas Cruzadas, Formas Tendidas, y Paleocorrientes -- un documento introductorio sobre los métodos para interpretar las estructuras sedimentarias mencionadas en el artículo presentado por el U.S. Geological Survey.

Películas de simulaciones de deposiciones de sedimentos -- presentada por el U.S. Geological Survey.
 


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