Cómo los remolinos de polvo de Marte pueden poner en jaque a las futuras misiones humanas

Las llanuras rojizas de Marte esconden un espectáculo que, hasta hace poco, permanecía en gran parte invisible. Miles de remolinos de polvo se desplazan por la superficie del planeta a velocidades que superan los 150 kilómetros por hora, mucho más rápido de lo que sugerían los registros de los vehículos exploradores y los modelos climáticos.

Un estudio basado en dos décadas de observaciones orbitales por naves espaciales ofrece la imagen más detallada hasta ahora de estos fenómenos, que no solo iluminan aspectos desconocidos de la dinámica atmosférica marciana, sino que también proporcionan información clave para futuras misiones humanas al planeta rojo, junto al establecimiento de colonias permanentes.

Durante 20 años, dos orbitadores de la Agencia Espacial Europea —Mars Express y ExoMars Trace Gas Orbiter— tomaron imágenes que, al ser analizadas con inteligencia artificial, permitieron rastrear y catalogar más de mil remolinos. El resultado es un mapa global sin precedentes de los vientos que recorren el planeta rojo.

La investigación, publicada en la revista Science Advances, revela que estos vórtices no son rarezas aisladas: se extienden por regiones volcánicas, planicies abiertas y zonas polvorientas, y aparecen con una frecuencia mucho mayor de la estimada.

“Los remolinos de polvo hacen visible el viento, normalmente invisible. Al medir su velocidad y dirección de desplazamiento, hemos comenzado a cartografiar el viento en toda la superficie de Marte”, explicó Valentin Bickel, investigador de la Universidad de Berna y autor principal del estudio.

Estos datos ofrecen una oportunidad única para entender un elemento clave de la atmósfera marciana: el polvo. A diferencia de la Tierra, donde la lluvia arrastra las partículas suspendidas, en Marte el polvo puede permanecer en el aire durante meses, afectando el clima y modificando la superficie con el tiempo. Comprender cómo y cuándo se levanta es fundamental para mejorar los modelos atmosféricos y anticipar los desafíos que enfrentarán las próximas misiones.

Ninguna de las sondas espaciales que orbitan Marte fue diseñada para medir directamente la velocidad del viento. Sin embargo, Bickel y su equipo encontraron una manera ingeniosa de aprovechar una aparente limitación técnica.

Las cámaras de Mars Express y ExoMars combinan varios canales para formar una imagen final. Entre la toma de un canal y otro transcurren segundos, lo que genera ligeros desplazamientos de color cuando un objeto —como un remolino de polvo— se mueve durante ese intervalo.

Lo que antes se consideraba un defecto visual se convirtió en una herramienta. Al analizar esos desplazamientos, los científicos calcularon la dirección y la velocidad de cada remolino. “Convirtieron el ruido de la imagen en valiosas mediciones científicas”, destacó Bickel. De esta forma, lograron determinar la trayectoria de 1.039 remolinos y establecer la dirección de movimiento de 373 de ellos.

El resultado más sorprendente fue la velocidad. Las tolvaneras alcanzaron picos de hasta 160 kilómetros por hora, muy por encima de las mediciones anteriores, que rara vez superaban los 50 kilómetros por hora.

“Esta observación implica que es probable que esos vientos puedan levantar una cantidad sustancial de polvo de la superficie a la atmósfera. Encontramos una nueva pieza del rompecabezas que nos ayuda a comprender mejor el ciclo del polvo marciano: dónde, cuándo y cuánto polvo se levanta de la superficie y se inyecta en la atmósfera”, precisó Bickel.

Los remolinos más veloces se desplazan en línea recta, mientras que los más lentos siguen trayectorias irregulares. Aunque la atmósfera marciana es cien veces más delgada que la terrestre y los vientos no tienen la fuerza que tendrían en nuestro planeta, son suficientes para levantar grandes volúmenes de polvo.

Según el estudio, entre 2004 y 2024 las tolvaneras movilizaron entre 2200 y 55.000 toneladas hacia el hemisferio norte y entre 1000 y 25.000 toneladas hacia el sur.

El nuevo catálogo también muestra patrones estacionales claros. Los remolinos aparecen con mayor frecuencia durante la primavera y el verano marcianos, sobre todo entre las 11 y las 14 horas locales, un ritmo similar al de los remolinos terrestres en regiones áridas.

Amazonis Planitia, una extensa planicie cubierta de arena y polvo, se destacó como uno de los principales focos de actividad. “Parece que Amazonis Planitia ofrece las condiciones ideales para la formación de remolinos de polvo, ya que es una región extensa y muy plana que recibe mucha iluminación durante el verano”, explicó Bickel.

La presencia de remolinos tan rápidos y abundantes cambia la manera en que los científicos conciben el ciclo del polvo en Marte. Hasta ahora, los modelos climáticos habían subestimado la capacidad de estos vientos para levantar y transportar sedimentos. Esta nueva información permite afinar las simulaciones atmosféricas y comprender mejor cómo la superficie del planeta se ha ido moldeando con el paso del tiempo.

“En Marte, la movilización de arena y polvo es uno de los factores más importantes de la modificación de la superficie (a través de la deposición de sedimentos y la erosión) y del cambio climático (a través de la carga de polvo atmosférico en constante cambio)”, señaló Lori Fenton, del Instituto SETI.

Para las misiones robóticas y, en el futuro, tripuladas, este conocimiento resulta crucial. El polvo marciano representa uno de los mayores desafíos logísticos. Las tormentas pueden envolver el planeta durante semanas, como ocurrió en 2019 cuando el rover Opportunity quedó fuera de servicio. En 2022, la acumulación de polvo en los paneles solares selló el destino de la misión InSight. Al mismo tiempo, los remolinos pueden ser aliados inesperados: en 2009 ayudaron a limpiar los paneles del rover Spirit, prolongando su vida útil.

Saber con precisión dónde y cuándo se forman estos remolinos permitirá seleccionar sitios de aterrizaje más seguros y planificar estrategias de mantenimiento más eficaces. “Nuestras mediciones podrían ayudar a los científicos a comprender las condiciones del viento en el lugar de aterrizaje antes del aterrizaje, lo que podría ayudarles a estimar la cantidad de polvo que podría depositarse en los paneles solares del rover y, por lo tanto, la frecuencia con la que deberían autolimpiarse”, concluyó Bickel.

La información ya se utiliza para preparar la llegada del rover Rosalind Franklin, de la misión ExoMars, prevista para 2030. Los ingenieros podrán anticipar con mayor precisión la acumulación de polvo y su efecto sobre la energía solar, un factor que, como advirtió el científico Ralph Lorenz, seguirá siendo “incierto” hasta que se comprenda mejor el comportamiento de los remolinos.

Más allá de la exploración marciana, los hallazgos ofrecen un laboratorio natural para estudiar la dinámica atmosférica en condiciones muy diferentes a las de la Tierra. “Las condiciones únicas de Marte proporcionan un laboratorio independiente para comparar el funcionamiento del clima terrestre y asegurarnos de tener la formulación más completa y general posible de la dinámica atmosférica”, explicó J. Michael Battalio, investigador de la Universidad de Yale.

Estos resultados también resaltan la importancia de contar con observaciones a largo plazo. Las dos décadas de datos que permitieron este descubrimiento podrían verse comprometidas si se reducen los presupuestos espaciales, advirtieron los científicos. Sin esa continuidad, entender fenómenos de gran escala como el ciclo del polvo resultaría mucho más difícil.

Para Bickel, lo más fascinante es que estos fenómenos pueden observarse directamente desde la órbita. “Me parece increíble que podamos observar y rastrear remolinos de polvo en movimiento en otro planeta”, afirmó. Al seguir su rastro, los científicos no solo descubrieron vientos más veloces, sino también una herramienta inédita para estudiar la atmósfera marciana desde una perspectiva global.

La investigación representa un cambio de escala. Hasta ahora, la mayoría de las mediciones de remolinos en Marte provenían de rovers que se limitaban a áreas pequeñas. El nuevo catálogo permite, por primera vez, comprender cómo se comporta el viento en todo el planeta, con una resolución suficiente para mejorar pronósticos meteorológicos, planificar misiones y reconstruir la historia climática marciana.

Los remolinos supersónicos de Marte ya no son simples curiosidades fotográficas. Se convirtieron en piezas fundamentales para entender un sistema atmosférico complejo y dinámico que, aunque opera bajo condiciones extremas, comparte principios con el nuestro.

A medida que la exploración avance y se sumen más datos, estas tolvaneras seguirán ofreciendo claves valiosas sobre la relación entre el viento, el polvo y la evolución de un mundo que sigue desafiando a la ciencia.