En un hallazgo sin precedentes, científicos de la NASA han detectado por primera vez descargas eléctricas durante tormentas de polvo y remolinos de polvo en Marte. Gracias a grabaciones obtenidas por el rover Perseverance durante dos años marcianos de observación, se han registrado un total de 55 eventos de este tipo.
Lo más significativo es que las condiciones atmosféricas polvorientas en las que se produjeron estas descargas revelan los requisitos específicos para generar electricidad en la atmósfera tenue y extremadamente seca de Marte, un fenómeno que se sospechaba pero que hasta ahora no se había confirmado directamente.
Se cree que los relámpagos se originan cuando las condiciones turbulentas en la atmósfera provocan el movimiento y la fricción de las partículas, generando una carga eléctrica. A medida que esta carga se acumula, necesita descargarse, lo que resulta en la descarga eléctrica conocida como relámpago.
Los relámpagos son comunes en la Tierra y producen algunos de los fenómenos atmosféricos más espectaculares de nuestro planeta. Si bien generalmente se asocian con nubes de vapor de agua, la humedad no es un requisito indispensable. Por ejemplo, los relámpagos se producen en las enormes columnas de ceniza volcánica e incluso las tormentas de arena pueden generar cargas suficientes para provocar descargas eléctricas, a pesar de que contienen partículas de silicato seco que actúan como aislantes, no como conductores.
Se han registrado relámpagos en los planetas Júpiter y Saturno, y se han detectado de forma provisional en Neptuno y Urano. Todos estos fenómenos difieren significativamente de los terrestres. Los científicos han propuesto que mecanismos similares podrían ocurrir en Marte, a pesar de que su atmósfera, compuesta principalmente de dióxido de carbono, es mucho más delgada y seca que la de la Tierra. La cuestión de los relámpagos en Venus sigue sin resolverse.
Los modelos sugieren que, si se producen descargas eléctricas en Marte, probablemente se encuentren cerca de la superficie, donde la presión atmosférica es mayor. Afortunadamente, varios rovers están actualmente activos en la superficie marciana, incluido el Perseverance, equipado con una herramienta capaz de detectar signos de relámpagos.
Un equipo de científicos analizó los datos recopilados por el micrófono SuperCam del Perseverance, un dispositivo capaz de registrar datos de audio e interferencias electromagnéticas. El equipo, liderado por el planetólogo Baptiste Chide de la Universidad de Toulouse en Francia, revisó 28 horas de grabaciones del micrófono en busca de signos de descargas eléctricas entre los remolinos de polvo del planeta.
Lograron identificar 55 eventos, siete de los cuales registraron la firma completa de la descarga eléctrica. Inicialmente, el dispositivo registra un pulso electrónico repentino causado por la interferencia electromagnética durante la interacción de la descarga con los cables del micrófono, seguido de una relajación que dura aproximadamente 8 milisegundos.
Los siete eventos registrados completamente por Perseverance culminaron con una firma sonora de una pequeña explosión sónica causada por el calentamiento y la expansión del aire circundante debido a la descarga eléctrica, similar a un pequeño trueno.
Para confirmar que estas grabaciones eran realmente el resultado de pequeñas descargas eléctricas similares a los relámpagos, los investigadores utilizaron una réplica del dispositivo SuperCam en la Tierra y registraron descargas eléctricas que imitaban el mismo patrón que las grabaciones marcianas. Sorprendentemente, una alta concentración de polvo en el aire por sí sola no fue suficiente para producir electricidad.
La gran mayoría de los eventos (54 de 55) ocurrieron durante el 30% superior de los vientos más fuertes registrados por Perseverance en Marte durante el período de estudio, y la mayoría estaban asociados con frentes de tormentas de polvo. Por el contrario, Perseverance experimentó dos tormentas de polvo durante las cuales se registraron 16 descargas eléctricas.
Basándose en seis de los siete sonidos de trueno registrados, la mayoría de las descargas fueron muy pequeñas, oscilando entre 0.1 y 150 nanojulios. El séptimo evento fue el más grande, con 40 milijulios, lo que coincide con una descarga eléctrica de un vehículo en la Tierra, probablemente relacionada con la acumulación de carga debido a la fricción de las partículas con el propio Perseverance.
Para comparar, una descarga de un rayo nuboso terrestre promedio libera aproximadamente mil millones de julios de energía. Los relámpagos en Marte son muy diferentes a los de la Tierra, pero su existencia tiene implicaciones interesantes.
Este descubrimiento podría ayudar a orientar el diseño de futuras tecnologías de exploración marciana para protegerlas de las descargas eléctricas que ahora sabemos que ocurren. Además, al igual que los científicos planetarios modelaron la Tierra en su infancia, ahora pueden modelar las reacciones químicas en la atmósfera marciana, mediadas por las descargas eléctricas, con mayor precisión.
En un nivel más especulativo, algunas teorías actuales sobre el origen de la vida en la Tierra sugieren que los relámpagos proporcionan un medio para entregar los componentes necesarios que estimulan el ensamblaje de moléculas biológicas. Si existen relámpagos en Marte, los científicos que buscan vida extraterrestre podrían tener esto en cuenta al evaluar la probabilidad de vida allí.
Chide y sus colegas concluyeron: «Este estudio abre un campo destacado para la investigación de la atmósfera marciana y estimula el desarrollo de nuevos modelos atmosféricos que tengan en cuenta los fenómenos eléctricos y sus resultados en la atmósfera marciana».
