Extracto del artículo publicado en el Calendario meteorológico 2014 de AEMET

LOS CIELOS DE LOS PLANETAS Y SATÉLITES DEL SISTEMA SOLAR

 por Julio Solís García ,Agencia Estatal de Meteorología

RESUMEN: El presente trabajo muestra un recorrido por los planetas del Sistema Solar y algunos de los mayores satélites, analizando de una manera descriptiva el aspecto que podrían mostrar sus cielos y los paisajes desde su superficie, prescindiendo deliberadamente de tecnicismos y desarrollos científicos profundos, para enfatizar la estética, la apariencia, y el entorno medioambiental de cada uno de los astros objeto de estudio. Todo ello acompañado con recreaciones artísticas libres, pero basadas en los datos que se conocen, que nos mostrarían el entorno paisajístico observable en cada cuerpo

MARTE

Seguimos camino hacia los planetas exteriores, el primero de los cuales, Marte, es bastante más amigable que Venus. Ya no tendremos que soportar presiones aplastantes, temperaturas abrasadoras o una atmósfera corrosiva. Su tamaño es la mitad que el de la Tierra, cuenta con una masa 10 veces menor y la fuerza de la gravedad en su superficie es el 38 % de la nuestra. Gira alrededor del Sol en 687 días y le separan del mismo 225 millones de kilómetros.

Marte presenta estaciones, que duran el doble que en la Tierra, debido básicamente a la inclinación de su eje de rotación, de 25º. También le confieren cierta similitud sus casquetes polares, la presencia de una atmósfera ligera y la duración de sus días, de algo más de 24 h. A pesar de todo, esas estaciones no provocan demasiados cambios en el paisaje, salvo variaciones en las masas de hielo polar y el oscurecimiento de zonas de su superficie. El paisaje es parecido al de algunos desiertos terrestres con un clima más extremo y frío, con 7 hPa de presión atmosférica en superficie y una temperatura durante el día (casi siempre soleado) de unos –50 ºC de media, aunque en verano y en zonas ecuatoriales se pueden registrar hasta 20 ºC, temperatura que puede llegar a descender hasta –80 ºC durante la noche.

 La atmósfera de Marte está constituida principalmente por CO2 (95,3 %), nitrógeno (2,7 %), argón (1,7 %), cantidades menores de agua, CO y oxígeno molecular, y vestigios de gases nobles como el neón, kriptón y xenón, con una tenue capa de ozono insuficiente para detener la radiación solar ultravioleta que alcanza la superficie. En función de la estación del año marciano, hora del día y latitud, varía la concentración de vapor de agua en la atmósfera, aunque nunca da lugar a nubes de cierta consistencia como pudieran ser los cúmulos o estratocúmulos terrestres. La atmósfera más seca se ha detectado en las zonas polares durante el invierno, y la más húmeda también en zonas polares pero en verano. Las frecuentes tormentas de polvo reducen el contenido de vapor de agua atmosférico mientras tienen lugar.

En las primeras etapas de su formación, poseía una envoltura gaseosa mucho mayor que fue paulatinamente desapareciendo, y con ella el agua, de ahí que Marte no tenga océanos ni agua líquida en superficie y que esté helado (aunque se han encontrado indicios muy claros de que sí la hubo en el pasado, corriendo por su superficie en forma de ríos o lagos). Por tanto, en semejanza con Venus y la Tierra, Marte no posee una atmósfera primigenia, sino secundaria, o sea, compuesta por gases que fueron liberados del interior del planeta como consecuencia de la actividad volcánica. Los últimos datos ofrecidos por los vehículos enviados a la superficie marciana (Curiosity, Phoenix, Odyssey, etc.) confirman que en el subsuelo existen grandes depósitos de agua helada mezclada con tierra y rocas, sobre todo cerca del Polo Sur, que pudieran ser los restos de lo que fueron mares, lagos y ríos hace miles de millones de años, cuando la atmósfera era más densa.

Contrariamente al proceso de calentamiento que ocurre en Venus, la tenue atmósfera de Marte no permite una acumulación de calor suficiente como para evitar el progresivo enfriamiento y formación de hielo en los polos (hielo seco, mayormente), estimándose en 5 ºC el aumento en la temperatura en Venus debido al efecto invernadero. La pequeña cantidad de oxígeno presente en la atmósfera imposibilita la formación de una verdadera capa de ozono, lo que permite la fotodisociación del CO2 en CO y oxígeno en toda la atmósfera. El agua se disocia en hidrógeno atómico y en radical hidroxilo debido a los rayos UV solares, productos muy reactivos que pueden catalizar la recombinación del CO y del oxígeno para volver a dar CO2, lo que mantiene la proporción de este compuesto en valores tan altos y constantes. Un fenómeno peculiar, exclusivo de Marte, es el flujo de condensación del CO2 desde el Polo Norte (que es calentado por los rayos solares, haciendo que el hielo se sublime), hacia el Polo Sur, donde se deposita en forma de hielo (se congela a –57 ºC). Las reacciones entre el hidrógeno atómico y el oxígeno molecular llegan a formar peróxido de hidrógeno, poderoso oxidante que juega un importante papel en la oxidación de los minerales de la superficie, dando a Marte ese tinte rojo tan característico.

 A pesar de la pequeña cantidad de vapor de agua en la atmósfera marciana, se alcanza la saturación con mucha facilidad, dando lugar a diversos tipos de nubes bastantes parecidas a las existentes en la Tierra. Las nubes de Marte son amarillentas, blanquecinas y azuladas. Las primeras deben estar formadas por polvo superficial levantado por el viento, y siempre aparecen asociadas a las grandiosas tempestades de arena, tormentas de polvo tan habituales como únicas entre todos los cuerpos del Sistema Solar. Las blancas se observan siempre en lugares próximos al “terminador”, es decir, al amanecer y al atardecer, dando la sensación de desaparecer con el calentamiento de la atmósfera en el transcurso del día. Las nubes azuladas siguen el mismo patrón de conducta que las blancas, que también se forman en las zonas polares.A pesar de la existencia de nubes, no llueve nunca (debido a las mencionadas condiciones de presión y temperatura).

Entre los distintos tipos de nubes existentes en Marte se encuentran las nubes convectivas, que se forman por calentamiento de la superficie durante el día, a una altitud de entre 5 y 8 km, similares a nuestros conocidos cúmulos, en forma de pompa, que se forman en las altiplanicies ecuatoriales a partir del mediodía marciano. Cuando existen fuertes vientos y encuentran un gran obstáculo en su camino (una elevada cadena montañosa, por ejemplo), al rebasarlo se produce un movimiento ondulatorio que da lugar a nubes muy parecidas a los altocúmulos lenticulares que vemos en la Tierra, siempre que se den las condiciones de humedad y temperatura necesarias. Si se da un ascenso forzado por una gran pendiente de enorme extensión, el aire, en su elevación, se satura y forma nubes orográficas, que son nubes aisladas, delgadas y uniformes, con similar aspecto a los estratos terrestres, y que se encuentran en las proximidades de las elevadas cumbres (recordemos que Marte posee las montañas más altas de todo el Sistema Solar). Las nieblas matinales parecen estar en equilibrio con la capa de escarcha que cubre la superficie del planeta en extensas regiones. Con el calentamiento de los primeros rayos del sol, el agua se evapora (se sublima) condensándose en el seno de la atmósfera y dando lugar a la niebla. Por la noche, cuando las temperaturas descienden de nuevo hasta valores de –120 ºC, se forma de nuevo la blanquecina escarcha.

En las regiones polares, y en épocas invernales o de finales de otoño, donde puede registrarse hasta –130 ºC, la temperatura de la atmósfera a grandes altitudes es suficientemente baja como para dar lugar a la formación de unas nubes blancas que pueden estar compuestas por cristales de hielo seco. Son nubes de dióxido de carbono, probablemente con aspecto parecido a los cirros terrestres, que desaparecen en primavera.

En Marte, los fenómenos erosivos, provocados por el viento y por las diferencias de temperaturas tan notables a causa de la atmósfera tan liviana, han pulverizado las rocas cristalinas de la superficie, dando lugar a enormes campos de dunas y a una capa de polvillo que recubre la totalidad del planeta. Aparecen diferenciados dos regímenes de vientos: el de invierno en latitudes medias en el que, como ocurre en la Tierra, se suceden vientos dominantes del oeste y corrientes en chorro a gran altura; y el verano ecuatorial, sometido únicamente al lento suceder de las largas estaciones marcianas, cuyo “motor”, al igual que en la Tierra, es la variación diurna en la insolación y por tanto el calor suministrado al suelo. El efecto combinado del calor y la topografía local es la clave de los vientos en las zonas ecuatoriales, en donde los vientos dominantes son análogos a las brisas de montaña de la Tierra.

El ciclo diario de calentamiento de la superficie conlleva una notable oscilación en el régimen de vientos (efecto de marea) en la atmósfera, mucho más intenso que en nuestro planeta. Cerca de la superficie, el viento suele soplar con una velocidad media aproximada de 40 km/h, viento más que apreciable. Aún así, a distancias mayores del suelo, entre 50 y 100 km, por ejemplo, los efectos de marea son mucho más intensos, sirviendo de “mezclador” eficaz de los componentes atmosféricos. A consecuencia de la baja presión en la superficie, o mejor dicho de la baja densidad de su atmósfera, levantar partículas sólidas de polvo o arena del suelo precisa de vientos de más de 100 km/h; no obstante, una vez suspendidas en el aire pueden ya permanecer como tormentas o grandes tempestades de polvo durante largos periodos de tiempo, meses incluso, debido al efecto combinado de la baja gravedad en superficie (un tercio de la terrestre) y su tenue atmósfera. En invierno, cerca de los polos, se producen fuertes vientos, con intensidad superior a 300 km/h, que suelen originar espesas tormentas de polvo locales que frecuentemente se esparcen por todo el planeta dando lugar a violentas tempestades globales que cubren a Marte de un opaco velo amarillo-rosáceo.

El paisaje típico de Marte nos muestra impresionantes cañones, elevados volcanes extinguidos, cráteres semejantes a los de la Luna y continuas tormentas de arena que nublarán su rojiza superficie muy pedregosa y escarchada (en Marte se encuentra el Monte Olimpo, la mayor elevación del Sistema Solar, con un diámetro de 600 kilómetros y una cima que se eleva 24 000 metros sobre su base). El cielo presenta un color asalmonado más o menos intenso dependiendo de la cantidad de polvo en suspensión, que permite ver el Sol (siempre que alguna nube densa o tormenta de polvo, no lo impida) con un tamaño casi la mitad del que se observa desde La Tierra. El cielo de Marte debe mostrar un espectáculo nocturno extraordinario, pues su suave atmósfera permitirá contemplar el sistema Tierra-Luna, Venus y Mercurio con particular claridad y colorido, al igual que Júpiter con sus grandes satélites galileanos y Saturno con sus anillos. Fobos y Deimos, sus dos lunas irregulares, semejantes a dos grandes ‘patatas’ cósmicas, se verán como estrellas muy brillantes desplazándose por el cielo marciano en sentido contrario la una respecto a la otra.

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