Podría haber importantes cambios climáticos en el gigante gaseoso, que modificarían radicalmente su aspecto.

Si la visión de un físico de la Universidad de California, Berkeley, es correcta, el planeta gigante estará listo para un gran cambio global de temperatura a lo largo de la próxima década, cuando desaparezca la mayor parte de sus grandes vórtices.

Pero los aficionados a la Gran Mancha Roja pueden estar tranquilos. El más famoso de los remolinos jovianos (que se comparan a menudo con los huracanes de la Tierra) permanecerá, gracias a su ubicación cerca del ecuador del planeta, dice Philip Marcus, un profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UC Berkeley.


Crédito por la Imagen: NASA/JPL

Utilizando remolinos y torbellinos como comparación, Marcus basa su predicción en los principios aprendidos en la dinámica de fluidos de pequeños niveles y en la observación de que muchos de los vórtices de Júpiter están desvaneciéndose en el aire.

“Predigo que debido a la pérdida de estos remolinos atmosféricos, la temperatura promedio de Júpiter cambiará en tanto como unos 10 grados centígrados, calentándose cerca del ecuador y enfriándose en los polos”, dice Marcus. “Este cambio global en la temperatura causará que las corrientes de chorro se vuelvan inestables y que generen entonces nuevos vórtices. Es un evento que aún los astrónomos aficionados serán capaces de observar”.

Según Marcus, los cambios inminentes señalan el fin del actual ciclo climático de 70 años de Júpiter. Sus sorprendentes predicciones son publicadas en el número del 22 de abril de la revista Nature.

La tormentosa atmósfera de Júpiter posee más o menos una docena de corrientes de chorro que viajan en direcciones alternadas este y oeste, y que pueden alcanzar velocidades mayores a los 550 kilómetros por hora. Como en la Tierra, los vórtices de Júpiter que rotan en el sentido horario en el hemisferio norte son considerados anticiclones, mientras que aquellos que giran en sentido anti-horario son ciclones. Lo opuesto sucede en el hemisferio sur, donde los vórtices de giro horario son ciclones y los de giro anti-horario son anticiclones.

La Gran Mancha Roja, localizada en el hemisferio sur, mantiene su título como el mayor anticiclón de Júpiter al extenderse por unos 20.000 kilómetros, y es lo suficientemente grande como para tragarse dos o tres Tierras.

A diferencia de las tormentas ciclónicas de Júpiter, los huracanes y las tormentas de la Tierra están asociadas con sistemas de baja presión y se disipan en días o semanas. En comparación, la Gran Mancha Roja es un sistema de alta presión que se ha mantenido estable por más de 300 años, y no muestra signos de debilitarse.

Hace unos 20 años, Marcus desarrolló un modelo computacional que muestra cómo emergió la Gran Mancha Roja y cómo se ha mantenido en la caótica turbulencia de la atmósfera joviana. Sus esfuerzos para explicar la dinámica que la gobierna a ella y a los otros vórtices en Júpiter llevó a su actual proyección sobre el inminente cambio climático.

Dice que el actual ciclo de 70 años comenzó con la formación de tres anticiclones distintos (los Óvalos Blancos) que se desarrollaron al sur de la Gran Mancha roja en 1939. “El nacimiento de los Óvalos Blancos fue visto a través de los telescopios terrestres”, dice. “Creo que veremos una situación similar dentro de los próximos 10 años”.

Marcus dice que la primera etapa del ciclo climático comprende la formación de senderos de remolinos que montan las corrientes de chorro que viajan hacia el oeste. Los anticiclones se forman en un lado del sendero, mientras que los ciclones se forman en el otro, sin que haya dos vórtices rotando en la misma dirección y que sean directamente adyacentes el uno al otro.

La mayoría de los vórtices se desintegran lentamente con la turbulencia. En la segunda etapa del ciclo, algunos vórtices se debilitan lo suficiente como para verse atrapados en depresiones ocasionales, u ondas de Rossby, que se forman en la corriente de chorro. Varios vórtices pueden verse atrapados en la misma depresión. Cuando ésto sucede, viajan juntos en forma agrupada, y la turbulencia puede fácilmente hacer que se fusionen. Cuando los vórtices son débiles, la captura y la fusión continúan hasta que solamente queda un para en cada sendero de vórtices.

La desaparición registrada de dos Óvalos Blancos, uno en 1997 o 1998 y otro en 2000, ejemplificó la fusión de los vórtices en la segunda etapa, y de esa forma señalaron el “comienzo del fin” del actual ciclo climático de Júpiter, dice Marcus.

¿Cómo podría la fusión de los vórtices afectar la temperatura global?. Marcus dice que la relativamente uniforme temperatura de Júpiter, donde las temperaturas polares son casi las mismas que las ecuatoriales, se debe a la mezcla caótica de calor y flujo de aire de los vórtices.


Imágenes del Telescopio Espacial Hubble muestran
que entre 1997 y 2000, dos de tres Óvalos Blancos
en Júpiter desaparecieron.
Imagen: NASA

“Si se elimina toda una fila de vórtices, se detiene toda la mezcla de calor en esa latitud”, dice Marcus. “Esto crea un gran muro e impide el transporte de calor desde el ecuador hacia los polos”.

Una vez que hayan desaparecido suficientes vórtices, la atmósfera del planeta se calentará en el ecuador y se enfriará en los polos, más o menos unos 10 grados centígrados en cada región, en lo que será la tercera etapa del ciclo climático.

Este cambio en la temperatura desestabilizará las corrientes de chorro, que reaccionarán comenzando a ondular. Las ondas se harán más amplias y se romperán, en forma parecida a lo que sucede en una playa, pero luego comenzarán a enrollarse formando nuevos grandes vórtices en la cuarta etapa del ciclo. En la quinta y última etapa del ciclo climático, los nuevos vórtices se harán más pequeños, y se colocarán en los senderos de vórtices para comenzar un nuevo ciclo.

El debilitamiento de los vórtices se debe a la turbulencia y sucede gradualmente a lo largo del tiempo. Toma aproximadamente medio siglo para que los vórtices recientemente formados se encojan gradualmente lo suficiente como para ser capturados en una depresión de una corriente de chorro, dice Marcus.

Afortunadamente, la proximidad de la Gran Mancha Roja al ecuador la salva de su destrucción. A diferencia de los otros vórtices de Júpiter, la Gran Mancha Roja sobrevive “comiéndose” sus anticiclones vecinos, dice Marcus.

Marcus hace notar que su teoría sobre el ciclo del clima de Júpiter se basa en la existencia de un número aproximadamente igual de ciclones y anticiclones en el planeta.

Ya que los signos indicadores de los vórtices son las nubes que crean, resultó sencillo cometer el error de dejar de notar la presencia de ciclones de larga vida, dice Marcus. Explica que a diferencia de la mancha distintiva de un anticiclón, los ciclones crean patrones de nubes filamentosas que no están tan claramente definidas.

“Por ésto, es fácil creer que Júpiter está dominado por anticiclones, ya que sus nubes giratorias se muestran tan claramente como ojos de buey”, dice Marcus.

En su artículo en Nature, Marcus presenta una simulación de computadora que muestra que el centro cálido y el perímetro más frío de un ciclón crea la apariencia de nubes filamentosas. En contraste, los anticiclones tienen centros fríos y perímetros más cálidos. Los cristales de hielo en el centro del anticiclón crecen y se mueven a los lados donde se funden, creando un remolino más oscuro que rodea a un centro coloreado.

Marcus se aproxima al estudio de las atmósferas planetarias desde el no tradicional punto de vista de un dinamicista de fluidos. “Estoy basando mis predicciones en las relativamente simples leyes de las dinámicas de los vórtices, en lugar de utilizar las voluminosas cantidades de datos de los complejos modelos atmosféricos”, dice.

Declara que la lección del clima joviano podría ser la de que las pequeñas alteraciones pueden causar cambios globales. Sin embargo, recomienda no aplicar el mismo modelo al clima terrestre, que se encuentra influenciado por muchos factores diferentes, tanto naturales como producidos por el hombre.

“Sin embargo, es importante tener diferentes laboratorios para el clima”, dice Marcus. “El estudio de otros mundos nos ayuda a comprender mejor el nuestro, aún si no son directamente análogos”.

La investigación de Marcus está financiada por becas del Programa Orígenes de la NASA, de los Programas de Astronomía y Física del Plasma de la Fundación Nacional de Ciencia y del Laboratorio Nacional de Los Álamos.
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Web Page: Universe Today
Artículo: “Are Jupiter´s Spots Disappearing?”
Fecha: 04/04/21
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Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán
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