¿Qué ocurre de noche con el aire del cráter Jezero de Marte?
El enorme cráter marciano Jezero es la región por la que circula el rover robótico Perseverance de NASA. Aunque las condiciones nocturnas marcianas cerca de la superficie suelen ser muy estables debido al fuerte enfriamiento que inhibe eficazmente los procesos convectivos de ascensos y descensos de aire, se vienen detectando turbulencias.
Corte en sección del cráter Jezero donde se muestran los resultados del modelo meteorológico MRAMS con vientos a las 20:00 hora local para el día marciano número 50 de la misión. El borde oeste del cráter Jezero está a la izquierda. La velocidad del viento horizontal se muestra en la escala de colores. También se muestran con flechas blancas los vientos totales incluyendo la componente vertical exagerada x5. Los valores de la energía cinética turbulenta (TKE) se muestran en contornos negros. / CAB / INTA / CSIC / NASA
Los datos adquiridos durante la mitad de un año marciano por el instrumento español MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) instalado en el Perseverance, y las simulaciones llevadas a cabo con el modelo meteorológico MRAMS (Mars Regional Atmospheric Modeling System), han permitido estudiar la evolución estacional y la variabilidad de esas turbulencias atmosféricas nocturnas dentro del cráter.
El equipo científico del MEDA lo lidera el Centro de Astrobiología (CAB), dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), en España todas estas entidades. El investigador principal del MEDA es Jose Antonio Rodríguez-Manfredi.
Las observaciones nocturnas hechas por el MEDA muestran rápidas fluctuaciones simultáneas tanto en la velocidad del viento como en las temperaturas del aire. Por las noches, cuando se esperaría que todo estuviera en calma, resulta que la atmósfera está muy agitada.
Las observaciones muestran turbulencia durante la primera parte de la noche (entre las 19:00 y las 21:00 hora local) y alrededor de medianoche la mayor parte de las épocas del año, con un claro parón justo antes del solsticio de verano.
Las observaciones nocturnas de MEDA indican que pueden producirse turbulencias debido a cambios en la velocidad y/o dirección del viento entre dos capas atmosféricas a diferente altura, lo que se conoce como cizalladura del viento.
El estudio realizado a partir de las observaciones hechas por el MEDA aporta pruebas convincentes que apuntan como responsables de la cizalladura del viento (que es a la postre la causante típica de las turbulencias observadas), al rozamiento entre masas de aire con diferente velocidad y dirección.
El modelo meteorológico empleado muestra olas atmosféricas cerca del suelo entrando en el cráter desde el oeste friccionando con fuertes vientos por encima que soplan desde el este. Estos fuertes vientos en altura están asociados a una corriente en chorro de bajo nivel (low-level jet en inglés).
Es precisamente la enorme cizalladura del viento la que provoca la aparición de turbulencia mecánica, es decir, masas de aire más cálidas en altura que son forzadas a descender hasta la superficie, tal y como evidencian los repentinos cambios en las velocidades de viento y las temperaturas del aire observadas por el MEDA.
Los resultados demuestran que las mediciones atmosféricas continuas de alta frecuencia realizadas por los sensores del MEDA son vitales para desvelar las propiedades de la turbulencia atmosférica marciana y proporcionan datos valiosísimos para probar y refinar la física implicada en los modelos atmosféricos. Del mismo modo, los modelos de la circulación atmosférica, aplicados en este caso al cráter Jezero, son fundamentales para interpretar estos datos.
El instrumento MEDA fue construido por un equipo internacional liderado por el CAB y el INTA, y del que también forman parte las siguientes instituciones españolas: la Universidad de Sevilla / Instituto de Microelectrónica de Sevilla, la Universidad Politécnica de Cataluña (Grupo de Micro y Nanotecnología), la Universidad del País Vasco, la Universidad de Alcalá de Henares y el Instituto de Química-Física Rocasolano, así como la imprescindible contribución de la industria con Airbus CRISA, AVS-Added Value Solutions y ALTER Technology.
