Descubren que el ozono en la superficie de Marte es mucho más abundante de lo previsto

Las primeras observaciones de ozono realizadas directamente desde la superficie de Marte han confirmado que este gas se concentra en cantidades superiores a las estimadas por los modelos actuales y a altitudes más bajas que en la Tierra. El hallazgo, liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), se ha obtenido gracias al róver Perseverance de la misión Mars 2020 de la NASA.

Los investigadores creen que estos datos obligarán a revisar el conocimiento sobre la química atmosférica del planeta rojo.

Primeras mediciones desde el suelo marciano

El ozono es clave en la estructura y comportamiento de las atmósferas planetarias: interviene en su química cerca de la superficie y actúa como filtro frente a la radiación ultravioleta. Sin embargo, hasta ahora no había sido posible caracterizarlo en la baja troposfera marciana, en la capa que se extiende desde el suelo hasta unos 20 kilómetros, donde se producen la mayoría de los fenómenos meteorológicos. Esta dificultad se debe a la limitada sensibilidad de las naves espaciales que orbitan el planeta rojo para medir las concentraciones de ozono en las capas más cercanas a la superficie y también a las dificultades de transportar instrumentación adecuada hasta Marte.

Un desafío técnico entre polvo y señales débiles

Los investigadores resaltan varios desafíos que han limitado la obtención de mediciones fiables del gas ozono durante décadas. "Entre ellos, podemos destacar la necesidad de utilizar instrumentación muy precisa, dada la baja abundancia de ozono que existe en Marte en comparación con la capa de ozono terrestre; así como el polvo de la atmósfera marciana, que se deposita continuamente encima de los detectores, necesitando por tanto recalibraciones constantes", explica Daniel Viúdez Moreiras, investigador del Centro de Astrobiología (CAB-CSIC/INTA) y primer autor del estudio.

Para superar estas limitaciones, el Perseverance aterrizó en el cráter Jezero en febrero de 2021 equipado con el primer detector de ozono instalado en la superficie marciana. Integrado en la estación meteorológica MEDA, este sensor utiliza observaciones fotométricas en la banda ultravioleta para estimar la cantidad total de ozono y allanar el camino hacia técnicas de medición más complejas en futuras misiones.

Una distribución del ozono muy distinta a la de la Tierra

El detector registró entre 0,3 y 0,4 Unidades Dobson (UD), muy por debajo de las alrededor de 300 UD típicas de la Tierra, pero coherentes con las observaciones de los satélites en órbita. Lo sorprendente es que estas cantidades superan con creces las predicciones de los modelos numéricos actuales. Las mediciones, combinadas con datos previos desde el espacio, revelan que la mayor parte del ozono marciano se concentra por debajo de los 20 kilómetros de altura, una distribución muy diferente a la terrestre, donde el 90% del gas se acumula en la estratosfera, hasta los 50 km de altitud.

Los niveles detectados en Marte en esta franja inferior de la atmósfera son entre tres y cuatro veces superiores a lo previsto. "Los datos obtenidos ponen en duda los conocimientos actuales sobre la química y la composición atmosférica en la baja atmósfera de Marte", afirma Alfonso Saiz López, investigador del Instituto de Química Física Blas Cabrera (IQF-CSIC y autor también del estudio.

Además Viúdez Moreiras añade que "es posible que los aerosoles que se encuentran en la atmósfera, como el polvo marciano, estén relacionados con este aumento inesperado en el ozono, o que una química desconocida esté actuando cerca de la superficie del planeta".

Futuras misiones

Los autores del estudio subrayan la necesidad de realizar observaciones continuadas desde el suelo que complementen los datos de los orbitadores, con el fin de construir un panorama más completo de la atmósfera marciana, con instrumentación más avanzada y precisa en futuras misiones que puedan confirmar los resultados obtenidos por la misión Mars 2020.

"Si atendemos a los últimos descubrimientos realizados tanto por misiones de superficie y orbitales como por varios esfuerzos de modelización, los resultados sugieren la necesidad de estudiar más a fondo la química atmosférica marciana", concluyen los investigadores.

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