La atmósfera marciana es muy diferente a la de la Tierra. Pero esa cantidad traza de vapor de agua todavía juega un papel pronunciado en el clima.
La NASA está muy interesada en la atmósfera, el clima y el clima de Marte. Cuanto más sepan sobre Marte, más efectivamente podrán planificar misiones. Y comprender el presente Marte puede ayudarnos a comprender la historia del Sistema Solar, cómo evolucionan los planetas y cómo era el clima de Marte en el pasado antiguo.
La NASA tiene un equipo completo dedicado a comprender el clima marciano. Se llama el Centro de Modelado Climático de Marte. Su trabajo se centra en los tres componentes críticos de la atmósfera marciana: vapor de agua, dióxido de carbono y polvo. En la simulación a continuación, se forman y se dispersan nubes de hielo de agua durante todo el día.
Las nubes marcianas son mucho más delgadas que las nubes en la Tierra. Pero se comportan de manera similar. La simulación anterior muestra un día de verano en el hemisferio norte. Las nubes se forman sobre el ecuador por la noche y son más gruesas justo antes del amanecer. A medida que el Sol calienta la atmósfera durante el día, se disipan, luego al anochecer comienzan a formarse nuevamente.
La simulación proviene del Centro de Modelado Climático de Marte y muestra que, aunque las nubes son más delgadas que la Tierra, desempeñan un papel vital en los sistemas eólicos del planeta. Y eso significa que también ayudan a dar forma al movimiento del agua alrededor del planeta.
El Centro de modelado climático utiliza supercomputadoras potentes para crear estas simulaciones. Una atmósfera planetaria es extremadamente compleja, y se necesitan computadoras poderosas y modelos sofisticados para comprenderla. En el Centro de Modelado, confían en los Modelos de Circulación General (GCM) para gran parte de su trabajo.
Uno de los objetivos del trabajo del Centro es comprender el ciclo actual del agua en Marte. En el sitio web del Centro dice: "Deseamos determinar si el ciclo de agua observado es únicamente el resultado del intercambio con el límite residual norte, o si se requieren otras fuentes, como un regolito activo". Actualmente, están modelando Marte con la capa polar norte como la única fuente de agua. Sus simulaciones están dando buenos resultados, pero todavía hay problemas.
El Centro de Modelado también está tratando de entender el antiguo Marte, y cómo podría haber tenido un ambiente cálido y húmedo hace miles de millones de años, cuando el Sol estaba más débil. Una posibilidad es que Marte tuviera una atmósfera de CO2 mucho más gruesa que atrapara más calor. Otra posibilidad implica el cambio climático generado por el impacto.
Otro foco del Centro es el polvo marciano. Está claro que el polvo juega un papel muy importante en Marte, pero no se entiende bien. En el sitio web del Centro de Modelado Climático dice: "... cada vez es más claro que las parametrizaciones utilizadas en los GCM para levantar polvo no capturan la física involucrada en todos los eventos de levantamiento de polvo".
Periódicamente, el planeta está envuelto en tormentas de polvo globales que pueden persistir durante meses. Comprender estas tormentas es necesario para las misiones exitosas al planeta. La NASA sabía de antemano que el módulo de aterrizaje InSight llegaría a Marte cerca del final de una tormenta de polvo, y se prepararon en consecuencia. Gracias a los modelos climáticos, la NASA sabía que durante las tormentas de polvo, la atmósfera superior se calienta, mientras que la atmósfera inferior se enfría. Los ingenieros de la misión prepararon a InSight para operar en esas condiciones.
El Centro de Modelado Climático es solo una de las formas en que la NASA usa las supercomputadoras. En la Conferencia Internacional de Supercomputación (SC 19) en Denver del 18 al 22 de noviembre, mostraron 38 de sus proyectos computacionales, incluido su avión eléctrico X-57, una simulación de cómo las galaxias tempranas evolucionaron conjuntamente con el gas que las rodeaba, y un esfuerzo para mapear y cuantificar árboles en el África subsahariana.
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