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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

Fuente

Cartas a la Tierra: el crepúsculo perpetuo

Dos veces al año, cerca de los solsticios de invierno y verano, la órbita de la estación espacial queda casi paralela al terminador (la línea difusa que separa la noche del día), abajo, en la superficie.

Terminador terrestre
Vista del terminador terrestre desde la EEI

Durante aproximadamente una semana, vivimos en lo que parece ser un crepúsculo perpetuo: no estamos ni a plena luz del día, ni completamente de noche. Nuestra órbita sigue al terminador, por lo que la estación espacial está constantemente iluminada por el sol. Desde esta posición puedo ver tanto el día como la noche, con sólo girar la cabeza de izquierda a derecha. Pero la noche no es oscura, y el día se ilumina con rayos solares de pocos grados.

Los accidentes geográficos proyectan largas sombras y confieren contrastes marcados a esas características que suelen pasarse por alto. Pequeñas ondulaciones en las dunas de arena que producen estrías de alto contraste en el brillante paisaje del desierto, parecen ser la forma en que la Naturaleza dibuja con su pluma y tinta. Pero los accidentes geográficos juegan malas pasadas. Primero uno ve al Gran Cañón como si fuera una cicatriz profunda. En un abrir y cerrar de ojos, ahora es una protuberancia ondulante. Las tormentas proyectan sombras que parecen provenir de algún nuevo tipo de arma de rayos de luz. Los aviones de pasajeros, con sus rutas que dejan estelas, trazan líneas resplandecientes como senderos de caracoles en el rocío de la mañana. Los jardines de la Tierra parecen estar plagados de caracoles.

La luna se pone de forma anti-intuitiva. Desde esta posición se mueve casi paralela al horizonte. Una vez la vi ponerse lentamente, sólo para reaparecer unos pocos minutos después. La luna estaba visible durante casi toda la órbita.

Luna y atmósfera terrestre

El lado de la noche es igualmente fascinante. El borde de la atmósfera fulgura con un vibrante y eléctrico azul. ¿Acaso es una escena de van Gogh? Puedo ver al menos cinco, quizá seis, capas distintas de azules;  tal vez sean una representación visual de los estratos atmosféricos clásicos.  Apenas pasando el terminador pueden verse proyectados los rayos de luz solares sobre el limbo oscuro de la Tierra.

El aspecto más llamativo de nuestra atmósfera no es la paleta de azules eléctricos, sino su delgadez. Nuestra atmósfera es un velo diáfano, delgado, frágil, transparente; y es lo único que nos protege del vacío hostil del espacio. Con demasiada atmósfera, el planeta se ahogaría sofocado. Con muy poca, se expondría a la dureza del espacio cósmico. Mi vista panorámica en la estación me da un etendimiento cabal de este hecho.

Fuente del artículo

Perpetual Twilight, artículo del astronauta Don Pettit.

Primeros mapas de viento y temperatura de una «exo-Tierra»

Modelando la atmósfera del primer exoplaneta similar a la Tierra, los astrónomos han generado mapas de viento y temperatura de este lugar extraterrestre.

Mapa de vientos zonales de Gliese 581g.
Hace apenas unas semanas, Steven Vogt de la Universidad de California en Santa Cruz, y algunos colegas anunciaron el descubrimiento de un planeta en la zona habitable alrededor de Gliese 581, una estrella enana roja a unos 20 años-luz en la constelación de Libra. Eso es casi la puerta de al lado; Gliese 581 es la 87 vecina más cercana.

Este planeta, Gliese 581g, tiene aproximadamente tres veces la masa de la Tierra y orbita a su estrella una vez cada 37 días a una distancia de 15 millones de kilómetros. Esto puede que sea más cerca de lo que Mercurio está de nuestro sol, pero debido a que Gliese es una estrella enana, esto lo sitúa en el centro de la región en la que el agua debería ser líquida, la llamada zona habitable. Continue reading «Primeros mapas de viento y temperatura de una «exo-Tierra»»