Las cumbres escarchadas de los volcanes marcianos

Por Daniel Marín, el 11 junio, 2024. Categoría(s): Astronomía • ESA • ExoMars • Marte ✎ 66

El Olympus Mons es el volcán más alto del Sistema Solar. Hemos visto muchas imágenes de esta enorme montaña, pero nunca con nieve o hielo en la cumbre, una diferencia significativa con respecto a las montañas terrestres. Hasta ahora. Las sondas Mars Express y ExoMars TGO de la Agencia Espacial Europea (ESA) han captado al fin el Olympus Mons con escarcha en el complejo de calderas de su cima. La imagen es ciertamente llamativa:

El Olympus Mons con escarcha en su caldera (ESA/DLR/FU Berlin).

El tema del agua en Marte es algo recurrente, sí, hasta tal punto que se ha convertido en un cliché. Pero lo cierto es que se siguen encontrando lugares en el planeta rojo donde no se esperaba que hubiese hielo o agua y allí están. En el caso de la cima de Olympus Mons nadie creía que se podían formar depósitos de escarcha de hielo de agua debido a la elevada altitud (22 kilómetros) y al encontrarse en latitudes muy bajas con una insolación solar importante. Además, el aire en Marte contiene diez mil veces menos vapor de agua que la atmósfera terrestre. Pero la escarcha parece que no está de acuerdo con estas previsiones y ahí la vemos. Eso sí, los depósitos de escarcha solo duran unas horas durante la noche antes de evaporarse con la luz de la mañana. Y solo durante el invierno local. La humedad llega hasta la cima gracias a los vientos que suben por las laderas del volcán y, una vez en la caldera, se condensa como escarcha en las zonas más frías. Estos vientos son los mismos que causan la aparición estacional de la nube alarga del volcán Arsia Mons, otro de los grandes volcanes de la región de Tharsis junto a Olympus Mons.

Reconstrucción en 3D del Olympus Mons con escarcha (ESA/DLR/FU Berlin).
Detalle de la escarcha en la cumbre (A. Valantinas et al.).

Precisamente, no solo se ha detectado escarcha en Olympus Mons, sino en otros volcanes de Tharsis, como Arsia Mons, Ascraeus Mons y Ceraunius Tholus (Pavonis Mons es el único de los grandes volcanes de Tharsis en el que no se ha encontrado escarcha por ahora). La escarcha se detectó con el instrumento CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) de la sonda ExoMars TGO, que descubrió que las cimas de los volcanes presentaban un curioso tono azulado, y luego fue confirmada por la cámara HRSC (High-Resolution Stereo Camera) de Mars Express y el espectrómetro NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery) de ExoMars TGO. Los datos de NOMAD han confirmado que, efectivamente, se trata de hielo de agua y no de dióxido de carbono, aunque, en realidad, el asunto es más complejo porque si hay CO2 sobre el hielo de agua puede no aparecer la firma espectral de este último compuesto. Para confirmar que la escarcha era solo de hielo de agua, ha habido que llevar a cabo una serie de simulaciones numéricas de los microclimas en las cumbres marcianas que confirman que es físicamente posible la existencia de estas escarchas de agua. No obstante, hay cierto debate con el tema.

Confirmación de escarchas de hielo de agua en Ceraunius Tholus (ESA/TGO/CaSSIS).

Las capas de escarcha son finísimas, de apenas el espesor de un cabello humano, y apenas suman unas 150 000 toneladas de agua. Parece mucho, pero, en unidades del S.P.I. (Sistema Periodístico Internacional) son unas 60 piscinas olímpicas. Una gran cantidad para un humano, sin duda, pero no tanto en términos planetarios. No en vano, en los polos marcianos hay unas reservas de hielo de agua que podrían llenar un billón de piscinas olímpicas, ya que estamos con el S.P.I.

Presencia de escarcha de hielo de agua en un cráter de la cumbre de Arsia Mons (A. Valantinas et al.).

¿Y cómo es que no se ha detectado antes con todas las naves que hay en órbita de Marte? Primero, por su naturaleza estacional y elusiva. Segundo, porque, como vemos, es complejo distinguir el hielo de agua del de dióxido de carbono. Tercero, porque muchas de las sondas marcianas siguen una órbita heliosíncrona que hace que sobrevuelen estos volcanes por la tarde, no por la mañana, mientras que Mars Express y ExoMars TGO tienen órbitas elípticas diferentes. De todas formas, para descubrir esta escarcha en las cumbres fue necesario analizar más de 30 000 imágenes (!), así que no ha sido precisamente fácil. Por supuesto, la escarcha en Marte no es nueva. Son famosas las imágenes de la sonda Viking 2 que nos mostró la zona de Utopia Planitia, con una latitud de 48º norte, recubierta de escarcha de hielo de agua (quizá en forma de clatrato, o sea, con una pequeña parte de dióxido de carbono mezclado). Curiosamente, en aquella época no estaba claro hasta qué punto esta escarcha era de hielo de agua o de CO2.

Escarcha estacional vista por la Viking 2 en Utopia Planitia en 1977 (NASA).

Más adelante, observaciones desde la órbita han demostrado que se pueden formar depósitos de escarcha en la superficie hasta latitudes tan bajas como 32º norte o 13º sur (la diferencia se debe a la distinta altitud de los hemisferios). Pero esta es la primera vez que se descubre escarcha de hielo de agua en los trópicos marcianos. En lo que respecta a su posible utilización por parte de futuros astronautas, estos depósitos son casi irrelevantes por su pequeño volumen, porque es poco probable que veamos bases humanas en las cimas de los volcanes de Tharsis y, por último, porque hay muchos depósitos de hielo subterráneo mucho más voluminosos y accesibles por todo el planeta. Sea como sea, las vistas de un Olympus Mons con la cima cubierta de escarcha son preciosas.

Referencias:

  • https://www.nature.com/articles/s41561-024-01457-7
  • https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Mars_Express/Frosty_volcanoes_discovered_in_Mars_s_tropics


66 Comentarios

  1. Que velocidad Daniel!!! Esto más que un blog parece un portal de noticias! Gracias nuevamente por tenernos al tanto de todo lo que pasa en «nuestro» mundo!!! Y encima una nota sobre Marte… mi debilidad!!!

    1. Todos sabemos que fue un elogio pero alguno puede interpretarlo como casi un insulto jeje

      Digamos «calidad de blog con velocidad de portal de noticias», y hasta tenemos un slogan 😛

      1. Como dice el post, el contenido en agua del aire marciano es 10.000 veces menor, por lo que seguramente el sistema ese ni siquiera funcione.
        Lo mismo pasará con la escarcha seguramente. Yo creo que, como fuente de agua, no va a ser una revolución este tema.

  2. ¡Hermosas imágenes de la escarcha en las calderas del Monte Olimpo!
    (…al menos para espaciotrastornados como nosotros)

    Un bello detalle blanco-azulado, en la infinita monotonía roja, del superfrío desierto marciano… un ambiente más hostil y difícil para la supervivencia de la mente y el cuerpo humanos, que los desiertos de altura en la Puna sudamericana; o la durísima, solitaria y helada Antártida (aunque esté repleta de hielo de agua)…

    En un primer momento me entusiasmé, quizás porque de-formación profesional soy Licenciado en Ecología además espaciotrastornado… Y me gusta imaginar Sistemas Bioregenerativos de Soporte Vital () para el programa Artemisa en sus primeras bases Lunares y luego Marcianas… abaratando y facilitando la sufrida supervivencia de los humanos en aquellas bases…

    Pero luego me desilusioné al avanzar en el artículo y ver que era solo escarcha delgada como un cabello y de solo de unas «60 piscinas olímpicas en unidades del S.P.I. (Sistema Periodístico Internacional)” 😉
    Por lo tanto, mucho menos abundante y más difícil de recolectar, que el “billón de piscinas olímpicas de agua, de las reservas de los polos marcianos» (también en unidades del S.P.I.)” 😉

    Pero bueno, al menos disfruté de su vista un rato, desde mi supuestamente dura estancia, en las supuestamente áridas montañas de la puna sudamericana… un millón de veces más cómodas y verdes que las laderas del marciano Monte Olimpo…
    🌎🤷🏻‍♂️🌋

      1. Esta sistemas son un mito; los proyectos BIOSFERA acabaron en fracasos.
        El establecimiento de relaciones equilibradas en un ecosistema es casi imposible.
        Estos sistemas fracasan al cabo de un tiempo sin correcciones externas.

    1. Curioso, y yo seguro que no sé si lo entendí…
      Si un cabello mide unos 0’8 mm, entonces ¿precipitaría o 0,8 l/m² cada noche? ¿Sería como un régimen de lluvia anual terrestre de unos 292 mm/m² (litros)? (0’8×365=292)
      Oh, pues aquí ya nos llueve menos que en Marte… Ui… Seguro mehehechounlío, ji, ji…

      1. Y sólo en invierno marciano, que es una cuarta parte del an̈o… En total, si no me vuelvo a reequivocar, resultaría un régimen «pluviométrico» de escarcha anual de unos 7 litros / m².

      2. Y en un techo que mide como una piscina olímpica (1250 m²) en Marte precipitarían anualmente unos 8750 litros. Al sumar sus escarchas, de las 155 noches de invierno, que són unas 90 noches terrestres.

      3. Oppps, yo lo he calculado mal desde el principio…
        Pues, con una escarcha de 0’08 litros/m²/noche…
        Durante 155 noches de invierno, suman 12’4 litros por cada metro cuadrado.
        Y de un techo de una piscina cubierta, de 1250 m², suman unos 15500 litros.
        O, 100 litros cada noche.

    2. A mí me gusta imaginar cómo exprimirá la inventiva humana, para la supervivencia y mejorar el bienestar en esos lares. Al estar más limitados, están obligados a ser más constructivos, ingeniosos, listos. Las impresoras 3D allá serán como la máquina solventatodo y conseguir materia prima y desechar la morralla para ella, serán tareas del día a día.

  3. Una entrada muy interesante. Marte siempre nos sorprende.

    «La humedad llega hasta la cima gracias a los vientos que suben por las laderas del volcán»
    ¿No cabe la posibilidad de que ese agua surja como vapor del suelo? El aire marciano tiene poquísima humedad, en cambio el suelo retiene mucho hielo. Además aparece en volcanes. Al menos en la Tierra los volcanes, aún mucho tiempo después de apagarse, emiten gases por el suelo.

      1. Resulta un ejercicio muy sano, antes de lanzarse a inventar la rueda, dedicar un poco de esfuerzo a comprobar si ya ha habido alguien que la ha inventado antes…

        Dice el abstract:
        «Dada la improbable naturaleza estacional de la desgasificación volcánica, sugerimos que la helada observada es de origen atmosférico»

        1. 🙂
          Vaaale.

          Pero también es un ejercicio muy sano reinventar. Le da vidilla a la imaginación.

          De todas formas no me rindo del todo. Puede haber una desgasificación constante, pero que no se produzca la condensación en escarcha más que estacionalmente, porque no haga siempre suficiente frío, o porque el viento se lleve el vapor, por ejemplo.

          1. En realidad, no descartan por completo que pudiera ser de origen volcánico. Pero parecen inclinarse más por la hipótesis de los vientos. La falta de compuestos de azufre parece ser un punto clave que les hace más factible la hipótesis vientos.
            Hay ahí una laguna de conocimiento suficiente como para que en el futuro se escriban varios artículos con investigaciones al respecto, quizá.

  4. Genial lo de la ‘piscina’ como unidad de medida del Sistema Periodístico Internacional o S.P.I.

    Otra medida muy usada en el S.P.I. es el ‘campo de futbol’ y aquí, en Bilbao, también el ‘San Mamés’.

    Ay !!.. qué cosas inventa la gente a la que 1000 litros les parece mucho y 1 m3 una minucia.

      1. 😉En un techo de un campo de futbol encima del Monte Olimpo marciano parece que cada noche de invierno caerían 800 litros de agua de escarcha, o hielo. Con un grosor de un cabello, a ojo, de 0’08 mm.
        Y como cada invierno allí son 155 días, entonces el aljibe futbolero anual, con un método ficticio ideal, podría guardar 124 toneladas de agua.
        Eso redondeando las medidas de un campo de futbol como 10.000 m², una hectárea. Porque si no, varía mucho, ver:
        https://www.microsiervos.com/archivo/humor/sistema-metrico-campofutbolero.html
        😉
        Me suena que los astronautas en órbita y con experimentos usan bastantes litros, pero que al final reciclando ¿sólo necesitan como dos o tres litros al dia?🤔
        El campo de fútbol en el Monte Olimpo daría para muchas patatas a The Martian, ji, ji…

  5. No es la primera vez que se detectan depósitos de agua en el ecuador marciano, aunque no superficiales.
    Están los enormes depósitos de Medusae Fossae (Mars Express).

  6. Muchas gracias Daniel, es impagable lo que haces…
    Y ya puestos, no quiero presionaros…😁 pero algunos ya necesitamos una pequeña dosis de radio skylab, tengo el mono fuera de control no puedo dormir por la noche y tengo temblores

  7. Los paisajes marcianos unidos a la baja gravedad tienen que ser espectaculares. Algún día alguien los verá. Lastima que el primer viaje a marte siempre esté 18 años en el futuro. En el año 2000 esperaban la primera misión tripulada en 2018 y en 2018 en 2036 …. Supongo que desde lo alto de esas cumbres el delta v es más bajo. Si se planea una misión de recogida y retorno de muestras esos cráteres volcánicos tienen buena pinta

  8. Esa primera foto, me da qué pensar.
    La misma teta gigante de la que está mamando Pedro y Alberto, ahora va a servirle tanto a Alvise como a Irene.
    Ese pezón kilométrico que aparece en esa foto, (soltando un poquito de leche), va a alimentar por toda Europa: el populismo de Sánchez, la demagogia de Pérez, la estafa del cambio climatico de Feijoo (y de von der Leyen) y el pacifismo impostado de Montero.

      1. Traigo manzanas, peras, melones, … y todo lo que queréis saber sobre el sexo y no os atrevéis a preguntar.
        En esa película de Woody Allen aparece una teta gigante (más grande que una persona). Pero yo me imaginaba una teta tamaño planetaria, (el monte Olimpo sólo sería el pezón).
        Ahora ya no veréis de la misma forma a vuestras novias o mujeres, cuando se desnuden para vosotros, je, je.

          1. No.
            El decir que Marte es como una teta gigante, con un pezón tan grande como una montaña kilométrica … hasta podría considerarse como una figura literaria.
            Todos los que habéis sido criados en colegios del OPUS, realmente debéis tener vuestra mente un poquito más abierta.

  9. Aunque sea un poco off-topic, siempre me ha ilusionado la idea de una sonda a la cima de Olympus. ¿Qué más sorpresas nos esperan en este cráter? Imagino, no obstante, que aterrizar a tanta altura no es cuestión baladí por lo poco que te va a frenar un paracaídas. Saludos.

    1. Una sonda más masiva, con una etapa de frenado al llegar a Marte y una Sky Crane más poderosa para poder aterrizar 22 kilómetros más arriba de lo normal, y listos, jajajaja.

      Como contrapartida, aterrizar en el fondo de Hellas Planitia, 4 kilómetros más abajo de la altitud media marciana, sería coser y cantar no?

        1. Investigando un poco, Hellas DEBERÍA ser un objetivo prioritario de un aterrizaje. Es el punto más bajo del planeta, el punto dónde la presión atmosférica alcanza su máximo valor (unos 12 milibares) y el punto que permite las condiciones para que se dé el fenómeno del punto triple del agua. Es decir, que si en algún lugar de Marte puede encontrarse agua LÍQUIDA (con muchos condicionantes), es precisamente, en el fondo de Hellas (y quizá en el fondo de algún cañón de Marineris o Noctis Labyrintus).

          https://es.wikipedia.org/wiki/Hellas_Planitia

          1. Noctis Labyrinthus me parece mucho más interesante. El Valle Marineris, es una zona con más o menos la misma presión atmosférica que Hellas, con la ventaja que está en el ecuador.
            Noctis es un terreno caótico con dunas, cañones, grietas parecidas a las que se forman con glaciares subterraneos, ect.. toda una joya geológica para investigar.

          2. Si, hay indicios de hielo a muy poca profundidad en Marineris.
            Por otro lado, un problema en Hellas son las casi constantes nubes de polvo y tormentas de arena que reducen la insolación y limitan la capacidad de los paneles FV con el tiempo.

            Pero bueno, es sólo mi opinión. Casi cualquier objetivo de estudio en Marte deparará sorpresas.

    2. Aterrizar en la cima (creater) es muy complicado. Le pasa lo mismo que a la cuenca de Hellas: tiene mucho polvo en suspensión casi de continuo y podría estropear la sonda incluso antes de tomar tierra.
      Además, en su base está rodeado por la aureola: una enorme estructura llena de montañas y gargantas y acantilados de miles de metros de desnivel. Además de tener un dimámetro de 600km, así que «aparcar» en la base y subir, sencillamente, es inviable.

    1. Tan lejos, tan rápidas desde hace tantos años alejándose (50) y aún no han alcanzado un día luz de distancia. Ed Store (88) se quedaría de piedra con este pensamiento. Toda una vida y no he logrado ni siquiera llegar más allá de un día luz con nuestras viajeras!

      Inmenso es el sistema solar. La galaxia…vale. Pero el universo ? ….. ¿que ya no es inmensurable?

      Cuantas contradicciones.

      Cuanto mérito.

      DEP.

      1. Ni un día luz en 50 años de viaje… como para imaginar un viaje a Próxima Centauri a esa velocidad…

        Sí… todo ahí fuera es grande… grande de cojones.

          1. O el universo interior de un agujero negro de otro universo mayor… y nuestros agujeros negros, otros tantos universos… ad infinitum.

            Podría ser cualquier cosa.

        1. Sin hiperpropulsión o estasis criogénica… un viaje así es un infierno a ninguna parte. También valen hembriones congelados llevados a término en el destino por maquinaria IA (creo que hay varias novelas que tratan ese tema, como Cánticos de la Lejana Tierra, de Clarke).

          Pero sin esas tecnologías, una Generacional sería una total locura a ninguna parte. Sólo tendrían ilusión por el viaje la primera generación al partir, y los últimos que llegasen a destino… si es que sobrevivían nave y pasajeros a un viaje de ¿siglos, milenios?

          1. Noel, no pienses que por llevar “ Hembriones” te seguratas mejor la progenie que si llevarás “Varombriones”. (Jaja)

            Es mejor llevar una mezcla de embriones no secados y que el azar decida.

            😂👌

          2. Todos los vertebrados son inherentemente HEMBRAS, LuiGal, independientemente de su carga genética. Solo una serie de sustancias liberadas en el útero en el momento adecuado hace que se exprese la carga genética masculina y que el individuo se desarrolle como tal.

            De ahí que seamos TODOS, en esa etapa, HEMBRIones jajajajaja.

            Pero, para evitar discusiones, lo dejamos en Zigotos y al carajo jajajajaja.

          3. Además, ciertamente te aseguras mejor la progenie con hembras. Varias hembras y un macho da viabilidad reproductiva (incluso podrías usar material genético de unas hembras en otras para tener aún más hembras, clónicas en este caso).

            Pero varios machos y una hembra… meeeeec, especie al carajo. Hablamos de vertebrados superiores, claro… vertebrados más simples como los anfibios y los invertebrados, que ponen entre cientos y miles de huevos, puede que sean menos sensibles a la escasez de uno de los sexos. De hecho, algunos anfibios pueden cambiar espontáneamente de sexo en entornos de sexo único, para adaptarse a dicho entorno y garantizar la reproductividad.

            En humanos, desde luego, mejor llevar mucha XX y pocos XY, porque con pocos hombres se puede fertilizar a muchas mujeres, pero al revés la cosa está jodida, jajaja. Además, las mujeres necesitan menos oxígeno, agua y comida que los hombres para mantenerse vivas y con actividad equivalente.

          4. Maybe, maybe….

            Muy interesantes todos los puntos de vista esgrimidos a partir de una simple errata comentada jocosamente. Gran blog!

            Aún con todo “salvemos al soldado Y” ( jaja)

    1. ¿Para cuando el poder editar un comentario “reciente “ y corregir los errores de bulto si son observados tras el disparo rápido de “ENVIAR” ?

      El wapp lo permite hace tiempo:¿no se puede implementar en este magnifico blog?

      1. De eso nos hemos quejado ya varias veces. La última (última antes que la tuya) fue HG que se quejaba amargamente de la programación antediluviana y pleistocénica del sistema de comentarios de este blog, jajaja.

        1. Siento que es como que nos inviten a comer a casa de alguien y criticarle su casa negativamente.
          Además, conseguir que no se pierdan los mensajes hasta ahora, lo veo difícil.
          Yo doy gracias infinitas, porque es una maravilla que Daniel y demás, hagan públicos estos documentos tan interesantes, sin tener que pagar nada.

          1. Entiéndase como una solicitud de mejora de la herramienta. El autor está fuera de duda. Inmejorable. Y las erratas se producen pero , al menos en mi caso, suele ser la precipitación por enviarlas sin releerlas. Mea culpa asumo.

            La posibilidad de editarlas daría la oportunidad de corregir parte de lo horrible o ilegible escrito y/o transformado por el corrector (a veces para bien otras para mal) y de tener a veces que dar explicaciones sobre ello.

            Policarpo solo es una sugerencia de mejora , no una crítica, pero todos podemos seguir disfrutando del formato actual. No problema 😈

  10. OT

    Por estos días debería volver la Starliner ¿no es verdad? ¿Habrá alguna novedad?

    Y con esa misión –si marcha bien- queda operativa y certificada ¿no?

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