Atmósfera de Marte: definición, composición, presión y metano
Descubre la atmósfera de Marte: composición, presión extrema, polvo y el misterio del metano que podría señalar vida o procesos geológicos.
La atmósfera de Marte es la capa de gases que lo rodea. Es muy tenue en comparación con la terrestre y está dominada por dióxido de carbono: la composición y las propiedades físicas de esta atmósfera condicionan el clima, la posibilidad de agua líquida en la superficie y muchas de las observaciones que realizan las misiones espaciales.
Composición
La atmósfera marciana contiene predominantemente dióxido de carbono (aprox. 95–96%), con cantidades menores de otros gases. Entre ellos se encuentran:
- Nitrógeno (aprox. 1–2%)
- Argón (aprox. 1–2%)
- Trazas de oxígeno, monóxido de carbono y agua
- Pequeñas cantidades de metano (muy variables y objeto de debate)
Además, la atmósfera muestra fracciones isotópicas enriquecidas en isótopos pesados (por ejemplo de carbono y nitrógeno), lo que es consistente con la pérdida progresiva de la atmósfera a lo largo de miles de millones de años.
Presión y temperatura
La presión atmosférica media en la superficie marciana es muy baja: alrededor de 6,0 mbar, es decir, aproximadamente el 0,6% de la presión media al nivel del mar en la Tierra (1.013 mbar). Esta presión está muy por debajo del límite de Armstrong, por lo que el agua líquida es inestable en gran parte de la superficie y puede hervir a temperaturas cercanas a la temperatura corporal humana (aprox. 36,6 °C / 98,6 °F) si se expone directamente a la atmósfera.
Las temperaturas superficiales varían mucho por la delgada atmósfera y la menor capacidad calorífica: desde valores nocturnos en los polos de ~−125 °C hasta máximos diurnos locales que pueden superar 20 °C en regiones ecuatoriales durante verano. La escala de altura atmosférica de Marte es del orden de 10 km, y la gravedad menor (≈0,38 g terrestre) influye en la estructura vertical de la atmósfera.
La presión también muestra variaciones estacionales importantes debidas a la condensación estacional del CO2 en los casquetes polares: una fracción apreciable de la atmósfera (hasta ~25–30% de la masa atmosférica) se deposita en los polos en invierno y vuelve a sublimarse en verano, provocando oscilaciones cíclicas de la presión.
Polvo, nubes y auroras
La atmósfera marciana es bastante polvorienta y las tormentas de polvo, locales o globales, pueden alterar el clima y la visibilidad durante semanas o meses. Ese polvo da al cielo marciano un color marrón claro o rojo anaranjado cuando se observa desde la superficie. Los datos de la NASA señalan que las partículas de polvo típicas tienen un diámetro característico de ~1,5 micrómetros, aunque existe una distribución de tamaños y partículas más grandes en suspensión durante tormentas.
El 18 de marzo de 2015, la NASA encontró una aurora en Marte que no se entendía del todo y detectó además una inesperada nube/distrurbio de polvo en capas altas de la atmósfera. Las auroras marcianas tienden a ser localizadas y están asociadas a zonas de campos magnéticos crustales remanentes, ya que Marte no posee actualmente un campo magnético global como la Tierra.
Agua y pérdida atmosférica
En el pasado Marte tuvo mayor abundancia de agua líquida en su superficie, lo que implica que su atmósfera fue más densa y cálida en épocas antiguas. Con el tiempo gran parte de esa atmósfera se ha perdido al espacio, un proceso impulsado en buena medida por el viento solar y la falta de un campo magnético global protector. Las observaciones de la misión MAVEN (y otras) muestran que el viento solar arranca moléculas y iones de la atmósfera superior mediante procesos como el sputtering y el escape ionizado. El enfriamiento y solidificación del núcleo marciano provocó la pérdida del campo magnético global, dejando al planeta más expuesto al viento solar.
La consecuencia es una atmósfera mucho más tenue que la terrestre y un hidrosfera reducida: el agua restante se encuentra en forma de hielo en casquetes polares, permafrost y trazas de vapor y formación de nubes y nieblas en determinadas condiciones.
Metano en la atmósfera: detección y controversia
El metano marciano se detectó por primera vez en 2003 y desde entonces ha sido motivo de intensa investigación y debate porque, en la Tierra, el metano puede ser un indicador de procesos biológicos. Sin embargo, hay explicaciones abióticas plausibles y la situación es compleja:
- Observaciones de telescopios terrestres y la sonda Curiosity (instrumento SAM) han registrado concentraciones variables y, en ocasiones, picos puntuales de metano (por ejemplo picos locales de varios ppb —partes por billón— registrados por Curiosity).
- El orbitador europeo ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) ha medido límites muy bajos de metano en la atmósfera global y no ha confirmado una abundancia continua a las escalas que algunos observatorios terrestres y Curiosity indicaron, lo que plantea discrepancias entre mediciones locales/transitorias y observaciones desde órbita.
- Posibles fuentes de metano incluyen procesos biogénicos (microbiológicos subterráneos), procesos geoquímicos (por ejemplo serpetinización que libera H2 y CH4), desgasificación relacionada con actividad volcánica o hidrotermal, y liberación desde depósitos de clatratos o reservas atrapadas en el subsuelo.
- También se discuten sumideros eficaces que explicarían la rápida desaparición del metano en la atmósfera marciana, como reacciones fotoquímicas con oxidantes en la superficie o absorción en el regolito.
En resumen, la presencia de metano en Marte es confirmada en ciertos episodios pero su origen y la persistencia global a largo plazo siguen siendo objeto de estudio activo; las discrepancias entre instrumentos locales y orbitales subrayan la necesidad de más medidas coordenadas.
Importancia para la exploración humana y robótica
El conocimiento de la atmósfera marciana es crucial para varias aplicaciones: diseñar sistemas de entrada, descenso y aterrizaje de naves (la baja densidad complica el frenado aerodinámico), definir trajes y hábitats para futuras misiones humanas, evaluar la disponibilidad de recursos in situ (por ejemplo la extracción de oxígeno a partir del CO2 atmosférico, demostrada por el experimento MOXIE en la misión Mars 2020), y comprender la habitabilidad pasada y presente del planeta.
La investigación continúa con misiones en órbita y en superficie (rovers y estaciones), que buscan caracterizar con mayor detalle la estructura, la dinámica, las variaciones temporales y las interacciones del clima marciano con su superficie y subsuelo.
Marte tiene una atmósfera muy fina, como se ve en esta foto.
Preguntas y respuestas
P: ¿De qué está compuesta principalmente la atmósfera de Marte?
R: La atmósfera de Marte está compuesta principalmente por dióxido de carbono.
P: ¿Cómo es la presión atmosférica en Marte en comparación con la de la Tierra?
R: La presión atmosférica media en la superficie marciana (6,0 mbar) es muy inferior a la de la Tierra (1.013 mbar).
P: ¿Qué otros gases están presentes en la atmósfera marciana?
R: Además de dióxido de carbono, la atmósfera marciana contiene un 96% de argón, un 1,9% de nitrógeno y trazas de oxígeno, monóxido de carbono, agua y metano.
P: ¿De qué color se ve el cielo desde la superficie debido a las partículas de polvo de su atmósfera?
R: Las partículas de polvo de su atmósfera dan al cielo marciano un color marrón claro o rojo anaranjado cuando se ve desde la superficie.
P: ¿Qué tamaño tienen estas partículas de polvo?
R: Los datos de la NASA señalan que estas partículas de polvo tienen un diámetro de 1,5 micrómetros.
P: ¿Qué fue antaño común en Marte, lo que indica que en algún momento tuvo una atmósfera más densa?
R: El agua líquida fue una vez común en Marte, lo que indica que tuvo una atmósfera más densa en un momento dado.
P: ¿Por qué ha cambiado con el tiempo?
R: Esto ha cambiado con el tiempo debido a los vientos solares; mientras que el campo magnético de la Tierra nos protege de la mayor parte de este viento, el enfriamiento del núcleo de Marte ha provocado la pérdida de su campo magnético.
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