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Científicos descubren tercera capa de ozono en la atmósfera de Marte

Traducido por David Órdenes

Un nuevo estudio publicado en la revista Nature Geoscience explica cómo la circulación atmosférica global crea una capa de ozono previamente no detectada sobre el polo sur invernal del planeta rojo.

Producción de ozono sobre el polo sur inviernal en Marte. Los átomos de oxígeno producidos por la fotolisis ultravioleta de CO2 en la rama superior de la celda de Hadley eventualmente se recombinan durante la noche polar para formar oxígeno y ozono molecular (representándose al carbono en azul y al oxígeno en color rojo). La concentración de gas ozono durante la noche depende del suministro de oxígeno y su tasa de destrucción debido a los radicales de hidrógeno. Imagen: ESA/ATG medialab.
Producción de ozono sobre el polo sur inviernal en Marte. Los átomos de oxígeno producidos por la fotolisis ultravioleta de CO2 en la rama superior de la celda de Hadley eventualmente se recombinan durante la noche polar para formar oxígeno y ozono molecular (representándose al carbono en azul y al oxígeno en color rojo). La concentración de gas ozono durante la noche depende del suministro de oxígeno y su tasa de destrucción debido a los radicales de hidrógeno. Imagen: ESA/ATG medialab.

En nuestro planeta, el ozono es un gas contaminante a nivel del suelo, pero a mayores altitudes provee una capa protectora esencial contra la dañina luz ultravioleta proveniente del Sol. Sin embargo, las moléculas de ozono son fácilmente destruidas por la luz solar ultravioleta y por reacciones químicas con radicales de hidrógeno, que son liberados por fotolisis de moléculas de agua. El rol de la contaminación en su destrucción ha sido un importante foco de atención desde mediados de la década de 1980, cuando un agujero en la capa de ozono se descubrió sobre la Antártida.

En 1971 se detectó ozono en la atmósfera marciana. La concentración de ozono en Marte es típicamente 300 veces más tenue que en la Tierra, a pesar de que varía ampliamente con la ubicación y a través del tiempo.

Durante años recientes, el espectrómetro SPICAM UV a bordo del satélite Mars Express, que orbita Marte, ha mostrado la presencia de dos capas de ozono diferentes, a latitudes bajas y medias.

En un nuevo estudio, los doctores Franck Montmessin y Franck Lefèvre, ambos de LATMOS (Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales) en Guyancourt, Francia, han analizado unas 3000 secuencias de ocultamiento y de perfiles verticales de ozono recolectados por SPICAM en el lado nocturno de Marte, comparándolos posteriormente con datos de un modelo climático global, LMD. Lograron detectar una capa de ozono previamente desconocida, ubicada a alturas entre 35 a 70 km, con un máximo en su concentración a 50 km de altura. Esta capa muestra un abrupto descenso en su altitud entre los 75 y 50 grados de latitud sur.

Se encontró que esta tercera capa sólo existe sobre el polo durante su estación invernal. El instrumento SPICAM detectó un incremento gradual en la concentración de ozono a unos 50 km de altura hasta mediados de la estación de invierno, para luego descender lentamente a niveles de concentración muy bajos, hasta dejar de ser perceptible cualquier capa por sobre los 35 km de altura.

Los doctores Franck Montmessin y Franck Lefèvre creen que las capas de ozono polares observadas son el resultado del mismo patrón de circulación atmosférica que crea una característica emisión de luz proveniente de moléculas de oxígeno, recientemente identificada en la noche polar. Esta circulación toma la forma de una inmensa celda de Hadley en la que el aire más tibio se eleva y viaja hacia el polo, antes de enfriarse y descender a latitudes más altas.

«Este proceso consiste en una profunda corriente descendente de aire rico en oxígeno que ha sido transportado desde el hemisferio que se encuentra en verano,» explicó el autor principal del estudio, el doctor Frank Montmessin.

«Los átomos de oxígeno producidos por fotolisis de la rama superior de la celda de Hadley se recombinan posteriormente en la noche polar para formar oxígeno molecular y ozono. La concentración de ozono durante las noches depende del suministro de oxígeno y su tasa de destrucción provocada por radicales de hidrógeno.»

«Este proceso de formación de ozono no tiene contraparte en nuestro planeta, de modo que Marte provee un ejemplo de cómo diversos y complejos procesos químicos pueden existir en las atmósferas de planetas terrestres, y cómo podrían operar potencialmente en planetas extrasolares.»

Información bibliográfica: Franck Montmessin & Franck Lefèvre. «Transport-driven formation of a polar ozone layer on Mars.» Nature Geoscience, publicado en línea el 29 de Septiembre de 2013; doi: 10.1038/ngeo1957 Enlace

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