La concentración de ozono en la superficie de Marte es más elevada de lo esperado

Un equipo internacional liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), organismo dependiente del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, ha logrado llevar a cabo las primeras mediciones directas de ozono desde la superficie de Marte. Los datos, obtenidos mediante el róver Perseverance de la NASA, revelan que el gas se encuentra en altitudes más bajas que en la atmósfera terrestre y en concentraciones más elevadas de lo que preveían los modelos numéricos. Estas observaciones, publicadas en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), abren la puerta a una revisión profunda de la química atmosférica del planeta rojo.

El ozono desempeña un papel esencial en la química atmosférica de los planetas, influyendo en la absorción de la radiación ultravioleta y en el equilibrio químico de las capas cercanas a la superficie. En el caso marciano, hasta ahora resultaba imposible estudiar su presencia en la baja troposfera –la capa que se extiende desde el suelo hasta aproximadamente los 20 kilómetros de altitud– debido a la limitada capacidad de los instrumentos en órbita y a las complicaciones técnicas asociadas al envío de equipos científicos a Marte. Esta capa es clave, ya que es donde tienen lugar fenómenos meteorológicos como las tormentas de polvo.

Según explica Daniel Viúdez Moreiras, investigador del CSIC en el Centro de Astrobiología (CAB), centro mixto con el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) y autor principal del estudio, «entre los principales desafíos técnicos se encuentran la baja concentración de ozono en comparación con la Tierra, lo que obliga a utilizar instrumentos de gran precisión, y la constante acumulación de polvo sobre los sensores, que requiere frecuentes recalibraciones».

Para superar estas limitaciones, la misión Mars 2020, con el róver Perseverance, despegó en julio de 2020 y aterrizó siete meses después en el cráter Jezero. Allí desplegó el instrumento MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer), una estación meteorológica equipada con un detector de ozono basado en fotometría ultravioleta. Esta tecnología ha permitido realizar las primeras mediciones in situ del ozono en columna, es decir, la cantidad total de este gas desde la superficie hasta el límite superior de la atmósfera.

Los valores registrados por el detector oscilan entre 0,3 y 0,4 Unidades Dobson (UD), una medida que equivale a una capa de ozono de entre 0,003 y 0,004 milímetros de espesor. Aunque esta cantidad es ínfima en comparación con las aproximadamente 300 UD que se observan en la atmósfera terrestre, los datos obtenidos superan ampliamente las previsiones de los modelos numéricos que se manejaban hasta ahora. Además, se alinean con las mediciones realizadas desde la órbita marciana por sondas espaciales, lo que aporta mayor solidez a los resultados.

Al integrar estas observaciones con datos procedentes de satélites, los científicos han podido trazar un perfil vertical del ozono marciano. El análisis indica que la mayor parte del ozono se concentra por debajo de los 20 kilómetros de altitud, un patrón muy distinto al de la Tierra, donde el 90 % de este gas se halla en la estratosfera, entre los 20 y 50 kilómetros de altura. Otro hallazgo relevante es que los niveles de ozono detectados a baja altitud son entre tres y cuatro veces más altos que los estimados por los modelos atmosféricos previos.

«Los datos obtenidos ponen en duda los conocimientos actuales sobre la química y la composición atmosférica en la baja atmósfera de Marte», advierte Alfonso Saiz López, investigador del Instituto de Química Física Blas Cabrera (IQF-CSIC) y coautor del estudio. Viúdez Moreiras añade: «Es posible que los aerosoles presentes en la atmósfera, como el omnipresente polvo marciano, estén desempeñando un papel en este aumento inesperado del ozono, o que haya procesos químicos aún desconocidos actuando en las proximidades del suelo».

A la luz de estos descubrimientos, los autores subrayan la necesidad de mantener un programa de observaciones continuas de la atmósfera marciana desde la superficie, en complemento a las mediciones realizadas por los orbitadores. Del mismo modo, consideran fundamental el desarrollo de instrumentos más avanzados en futuras misiones que puedan confirmar y ampliar los datos obtenidos por el Perseverance.

En conclusión, los resultados de este estudio, en combinación con las aportaciones de otras misiones y modelos teóricos, apuntan hacia una revisión integral de los mecanismos que regulan la atmósfera de Marte. Como resumen, los investigadores afirman: «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».