Resumen: Perseguir las tormentas de polvo que se producen en Marte al caer la tarde no es sólo una forma de averiguar en qué se parecen a sus equivalentes del suroeste norteamericano: los “diablos de polvo”. Es también una lucha por evitar que te alcance un rayo cuando las interferencias eléctricas alcanzan un pico y descargan en la seca y delgada atmósfera marciana.|
Basado en un informe de NASA Goddard
Vista desde la Mars Orbital Camera (Cámara orbital de Marte) (MOC) de una tormenta de polvo en el polo norte, observada el 29 de agosto de 2000, y una tormenta de polvo terrestre a la misma escala, observada en una imagen SeaWiFS, obtenida el 26 de febrero de 2000. Esta tormenta se extendió hasta 1800 km mar adentro desde la costa noroccidental de África, cerca del Ecuador terrestre. Créditos: NASA/JPL/Malin Space Science Systems
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Los científicos han encontrado indicios de que los diablos de polvo marcianos podrían tener campos eléctricos de alto voltaje, según las observaciones realizadas en sus equivalentes terrestres. Esta investigación apoya la visión de la exploración espacial mediante un estudio de los desafíos que el medio ambiente marciano presenta a los exploradores, tanto robots como, al fin, humanos.
Los investigadores de la Universidad y de la NASA han descubierto que los diablos de polvo terrestres tienen un campo eléctrico inesperadamente amplio, con un exceso de 4000 voltios por metro, y además también pueden generar campos magnéticos. Como si fueran inspectores de policía persiguiendo a un sospechoso, los científicos acoplaron sus instrumentos a una camioneta y se pusieron a recorrer los desiertos de Nevada (2000) y Arizona (2001). Atravesaron los diablos de polvo para tomar mediciones destinadas a formar parte del estudio MATADOR (Martian Atmosphere and Dust in the Optical and Radio; Polvo y atmósfera marcianos mediante óptica y radio). Para las observaciones realizadas en Arizona se contó también con un campamento base fijo dotado de un equipo completo de instrumentos meteorológicos.
Los diablos de polvo son como tornados en miniatura. Tienen entre 10 y 100 metros de ancho y vientos de entre 32 y 96 kilómetros por hora girando alrededor de una columna caliente de aire ascendente. “Los diablos de polvo son frecuentes en Marte, y la NASA está interesada en ellos y en otros fenómenos que podrían representar un inconveniente, o incluso un peligro, para los futuros exploradores humanos”, dijo el Dr. William Farrell, del Goddard Space Flight Center (GSFC; Centro de vuelos espaciales Goddard), de la NASA, en Greenbelt, Md.
Diablo de polvo marciano activo, fotografíado en el momento de dejar marcada una trayectoria mediante chorro de arena en Promethei Terra, el 11 de diciembre de 1999. Créditos: NASA/JPL/Malin Space Science Systems
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“Si los diablos de polvo marcianos tienen una carga eléctrica elevada, tal y como sugieren nuestras investigaciones, podrían dar lugar a descargas o arcos eléctricos incrementados por la baja presión de la atmósfera marciana, a un aumento del polvo que se adhiere a los trajes espaciales y a los equipos, y a interferencias en las comunicaciones por radio”, comentó Farrell. Él es el autor principal del artículo sobre esta investigación publicado hoy en el Journal Geophysical Research (Diario de Investigación Geofísica). “Es frecuente encontrar en muchas regiones de Marte el rastro de las complejas trayectorias dejadas por los diablos de polvo. Incluso se ha podido fotografiar algunos diablos de polvo en el momento en que erosionaban la superficie”, afirmó el Investigador Principal de MATADOR, el Dr. Peter Smith, de la Universidad de Arizona, Tucson, Ariz.
“Estos diablos de polvo marcianos hacen que sus equivalentes terrestres sean simples enanos de entre 5 y 10 metros. Pueden tener un diámetro mayor de 500 metros y algunos miles de metros de alto. Se sabe que los trazados que dejan cambian de una estación a otra, así pues estas enormes “tuberías” pueden ser un factor importante en el movimiento del polvo, y también podrían ser responsables de algunas huellas de erosión en el paisaje”, dijo Smith.
“Han de darse dos condiciones, presentes tanto en la tierra como en Marte, para que se forme un diablo de polvo: aire ascendente y una fuente de rotación”, explicó el Dr. Nilton Renno, de la Universidad de Michigan, Ann Arbor, Mich., miembro del equipo de investigación y experto en la dinámica de fluidos de los diablos de polvo. “Un corte de viento, tal como el cambio en la dirección y velocidad del viento con la altitud, es la fuente de la rotación. Cuanto mayor sea el ascenso, mayor será el diablo de polvo, y cuanto mayor sea el corte de viento, mayor será también el diablo de polvo, explicó Renno.
Las partículas de polvo de los diablos de polvo se electrifican por el frotamiento entre ellas al ser transportadas por el viento, transfiriéndose cargas eléctricas positivas y negativas, del mismo modo que nosotros nos cargamos de electricidad estática si nos arrastramos por la moqueta. Los científicos pensaban que no habría un campo eléctrico amplio de alto voltaje en los diablos de polvo, ya que las partículas cargadas negativamente se mezclarían con aquellas con carga positiva, por lo que la carga eléctrica total estaría equilibrada.
Sin embargo, las observaciones del equipo indican que las partículas más pequeñas se cargan negativamente, mientras que las más grandes adquieren carga positiva. Los diablos de polvo transportan las pequeñas y negativamente cargadas partículas hacia arriba, mientras que las más pesadas y con carga positiva permanecen cerca de la base del diablo de polvo. Esta separación de cargas produce el extenso campo eléctrico, de igual modo que los terminales positivo y negativo de una batería. Como las partículas cargadas están en movimiento, y un campo magnético no es más que el resultado de cargas eléctricas en movimiento, el diablo de polvo genera también un campo magnético.
Trazos dejados por los vórtices después de un diablo de polvo en decenas de capas de varios metros de espesor en las paredes de una meseta en Melas Chasma del sur, en Valles Marineris. Créditos: NASA/JPL/Malin Space Science Systems
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Si las partículas de polvo marcianas tienen tamaño y composición variados, los diablos de polvo de Marte deberían también cargarse eléctricamente al frotarse sus partículas unas con otras, según el equipo investigador. También se espera que las tormentas de polvo de Marte, que en ocasiones cubren por completo el planeta, sean unas potentes generadoras de campos eléctricos. El equipo espera tomar mediciones de alguna tormenta de polvo extensa en la tierra, y tiene instrumentos para medir campos eléctricos y magnéticos de la atmósfera en futuros aterrizajes en Marte.
El equipo se compone de investigadores del GSFC de la NASA, el Glenn Research Center (Centro de investigación Glenn), Cleveland, y del Jet Propulsion Laboratory (Laboratorio de propulsión a chorro), Pasadena, Calif.; Universidad de Arizona, Tucson; Universidad de California, Berkeley; Instituto SETI, Mountain View, Calif.; Universidad de Washington, Seattle; Universidad de Michigan, Ann Arbor; y Universidad Duke, Durham, N.C.
