Figura 1: “La gran mancha roja” en Júpiter. Un anticiclón del tamaño de la Tierra
En el primer viaje de ida y vuelta por nuestro vecindario cósmico, pudimos constatar algunas variables que intervienen en el calentamiento global de cada planeta (o satélite, en el caso de Titán).
Vimos que la existencia de una atmósfera densa es crucial para “atrapar” parte de la energía que proviene del Sol. También la composición de dicha atmósfera es crucial para conocer cuál porcentaje de la energía incidente es capaz de contener, lo que se traduce en un aumento sustancial de la temperatura en las cercanías a la superficie.
En este viaje veremos qué elemento de la atmósfera es el que se encarga de mantener cercano a la superficie el calor que proviene una estrella cercana: las nubes. Veremos también algunos fenómenos que se llevan a cabo en la atmósfera y que son muy familiares: Las tormentas (fig. 1).
Como las fronteras entre las ciencias fueron colocadas por los humanos, se hace necesario consultar libros de “diferentes ciencias”. La ciencia, en la humilde opinión del que escribe, es una sola. Los fenómenos que ocurren en la naturaleza son parte de un todo que los científicos dividen para entenderlos mejor.
Hagámonos pues, una pregunta: ¿Qué es una nube? Según el Atlas Internacional de las Nubes: “Una nube es un grupo de partículas de agua líquida, hielo o ambos suspendidas en la atmósfera y que, por lo general, no tocan el suelo. También pueden contener gases industriales, polvo u hollín”.
Esta es una visión particular para nuestro planeta, aunque en otros mundos pueden darse las mismas condiciones y, en tal caso, se formarían nubes como las que vemos diariamente en nuestro cielo. Si queremos tener una visión más universal, solo se tendría en cuenta que una nube es un grupo de partículas en suspensión. Ahora bien, respecto a la composición química de esas partículas, es algo que va a depender de la temperatura y presión a la que un gas se transforma en un líquido (fig. 2).
Una vez que la temperatura a la que ocurre la condensación de un gas cualquiera se conoce, no es tan difícil asumir que las nubes pueden estar formadas por agua (Tierra, Marte y Júpiter), ácido sulfúrico (Venus), dióxido de carbono (Marte), metano (Titán y Neptuno), amoniaco (Júpiter, Saturno) y sulfuro de hidrógeno (Urano)
¡Viajemos por el Sistema Solar!
Imagine usted que desea empezar este viaje por Venus, pues la atmósfera de Mercurio es muy delgada y apenas influye en las condiciones meteorológicas de este planeta. En ese caso, debería diseñar una nave o habitáculo que resista las enormes temperaturas y altas presiones que hay cercanas a su superficie.
¡Sumado a eso, imagine que cada cierto tiempo su lugar de aterrizaje es azotado por feroces tormentas eléctricas y lluvias de ácido sulfúrico! Esas fueron las hostiles condiciones que tuvieron que superar algunas de las naves soviéticas de la serie Venera en las décadas de los 70 y 80. Estos han sido los únicos artefactos humanos que se han posado sobre este mundo (fig. 3)
Debido a su periodo de rotación tan largo (243 días terrestres), en Venus se registran vientos que apenas podrían mover las hojas de un árbol (< 1km/h). Con periodo de rotación tal, no deberían producirse vórtices de viento a gran escala (fig. 4), así que un huracán no es algo de lo que se preocuparía una futura misión al “gemelo caliente” de la Tierra.
Descender por la atmósfera de Venus es como estar inmerso en una niebla amarillenta que parece no tener fin. La vista panorámica de su superficie ya es más parecida a la que se observa en las grandes metrópolis terrestres cuando son azotadas por nubes de smog con una componente importante de azufre (fig. 5).
Partimos en nuestra nave rumbo al siguiente planeta en la lista: Marte. Este cuerpo ha cautivado la atención del hombre desde que pudo erguirse sobre sus extremidades inferiores y alzó la mirada hacia el firmamento.
Una vez que se fue perfeccionando el telescopio, en su superficie se observaron varios patrones interesantes. Giovanni Cassini (1625-1712) divisó por primera vez los casquetes polares y William Herschel (1738-1822) hizo lo propio con la existencia de una atmósfera en el planeta rojo. Pero hubo una característica que asombró a todos: unas manchas oscuras que conectaban los casquetes polares con las regiones ecuatoriales del planeta.
Las hipótesis de los canales naturales, que daban fertilidad a estas zonas más áridas, divisados por el astrónomo italiano Giovanni Schiapparelli (1835-1910) en el siglo XIX, o de las casi seguras obras de la ingeniería (con el mismo objetivo) que propuso el astrónomo amateur norteamericano Percival Lowell (1855-1916), convirtieron al cuarto planeta en un objetivo de muchas polémicas. No fue hasta 1965, cuando las señales de radio (transmitidas por la sondas Mariner 4, 6 y 7) refractadas por la atmósfera marciana, revelaron su “delgadez” respecto de la terrestre y las bajas temperaturas en la superficie del terreno. Igualmente, las fotografías enviadas por estas naves revelaron un mundo árido y lleno de cráteres como el que observamos en la Luna (fig. 6).
¿Cómo será estar en Marte? En 1976 los rovers norteamericanos Viking 1 y 2 revelaron un mundo muy semejante a la de cualquiera de los desiertos más áridos de de nuestro planeta. Así mismo mostró un mundo muy dinámico y más parecido al nuestro de lo que creíamos (fig. 7).
- – Sus nubes son del tipo cirrus, compuestas por cristales de agua y dióxido de carbono, aunque se pueden registrar del tipo cumulus humilis como las que aparecen en los días soleados y de tiempo meteorológico estable.
- – En sus valles hay nieblas matutinas como las que hay en nuestros campos.
- – Tormentas globales de arena que enfrían aún más la superficie.
- – Tornados por doquier, llamados dust devil, que, a diferencia de los tornados terrestres, no son violentos. De hecho, algunos han salvado más de una vez a las misiones robóticas. Los remolinos de viento han “barrido” el polvo depositado sobre los paneles solares de los rovers, extendiendo la vida útil de estos artefactos.
- – ¡Formaciones nubosas que hacen recordar a un huracán terrestre (fig. 8)!
No en balde Marte es el próximo objetivo (después de la Luna) a seguir para los humanos en sus ansias por colonizar otros planetas.
Cruzando una zona llamada Cinturón de Asteroides, la composición de los planetas es un tanto diferente a los del sistema solar interior. ¡Estos planetas están hechos de gas! Pero, ¿no tienen una superficie sólida donde pueda posarse una nave? Pues no. Descender por un planeta así sería como hundirse en una niebla que se va volviendo más y más densa, tan densa que termina aplastando a todo lo que se aventure a investigar, como le ocurrió a la sonda Galileo en 1995 cuando descendió por la atmósfera de Júpiter.
En cuanto a la dinámica atmosférica de estos planetas gigantes, se puede decir que está determinada, mayormente, por su velocidad de rotación. El caso de Júpiter uno de los más llamativos: dado su periodo de rotación extremadamente corto (casi 10 horas), la circulación atmosférica global está caracterizada por tener incontables celdas (fig 9), a diferencia de las 3 celdas de circulación en cada hemisferio que tiene la Tierra, las cuales se pueden visualizar como zonas claras y bandas oscuras.
Las zonas claras corresponden a regiones donde el gas, más caliente, asciende, y las bandas oscuras muestran las regiones donde el gas, más frío, desciende. ¡Los vientos lineales en cada una de estas bandas son muy veloces, llegando a registrarse en el ecuador velocidades de 650 km/h! Téngase en cuenta que en las corrientes en chorro que hay a varios kilómetros sobre la superficie terrestre, se registran velocidades de 160 km/h.
Una de las características más llamativas de la atmósfera de Júpiter es su “gran mancha roja”. ¡Este vórtice de circulación anticiclónico, que fue visto por primera vez por los astrónomos Robert Hooke (1635-1703) y Giovanni Cassini, mantiene una misma estructura por más de 300 años! La columna de nubes de amoniaco y de cristales de hidrosulfuro de amonio mantiene la circulación hasta los 500 km de profundidad, medidos desde el tope de las nubes. Es válido señalar que los vórtices de circulación nubosa en la Tierra rara vez superan los 20 km de extensión vertical.
¿Será este planeta el único con grandes vórtices? Por supuesto que no. ¡En el polo sur de Saturno existe un huracán (fig. 10) rodeado por seis corrientes en chorro que forman un hexágono regular, cuyo ojo es 50 veces mayor que los que habitualmente tienen los huracanes en nuestro planeta! Detectado por primera vez por las naves Voyager 1 y 2 a principios de la década de 1980, esta formación ha dejado perplejos a los científicos planetarios de todo el mundo. La razón por la cual se cree que esta formación tenga una estructura simétrica es la misma que hace a los fenómenos atmosféricos terrestres menos simétricos. Parece contradictoria la afirmación anterior, pero piensen:
- – Saturno está 9,5 veces más lejos del Sol que la Tierra, por lo que la energía que recibe de esta estrella es notablemente menor.
- – En la Tierra, debido a las irregularidades de su superficie (montañas, desiertos, océanos…) el aire se calienta de diferente manera para cada región, lo que hace que los sistemas meteorológicos tomen formas irregulares. Saturno, al ser un planeta gaseoso, tiene una “superficie” más homogénea y casi carente de fricción, por lo que las corrientes de vientos sufren pocas perturbaciones.
Lo que sucede en el resto de los cuerpos con atmósferas en el sistema solar, aunque asombroso, sigue las mismas leyes que gobiernan los fenómenos atmosféricos aquí en la Tierra:
- – Lluvias de metano en Titán, la mayor de las lunas de Saturno.
- – Tormentas polares en Urano semejantes a la de Júpiter y Saturno
- – Vientos supersónicos en Neptuno (2000 km/h), los cuales superan 4 veces a los registrados en un tornado en Oklahoma, EE.UU en el año 1999 ( 504 km/h )
Como ha podido apreciar, nuestro planeta es fascinante, pero lo es todvía más el hecho de que los fenómenos observados cerca de nuestra casa son de la misma naturaleza que los que constantemente tienen lugar en otros mundos.
Las ciencias planetarias demuestran lo común que es la Tierra y el delicado balance que da lugar al tiempo atmosférico y el clima en nuestro hogar azul. Las atmósferas planetarias son sin duda alguna un laboratorio muy dinámico que necesita a meteorólogos, astrónomos y, por qué no decirlo, biólogos, trabajando en equipo en la ambiciosa empresa de buscar mundos habitables dentro y fuera de nuestro vecindario cósmico. ¿Quiere usted unirse a nuestra búsqueda?
Referencias
- Allaby, M. (2003). Hurricanes. New York: Fact On File, Inc.
- Barnet, A. (21 de mayo de 2019). NASA. Recuperado el 15 de febrero de 2025, de https://science.nasa.gov/solar-system/10-things-tour-of-storms-across-the-solar-system/
- Cooke, A. (2012). Astronomy and Climate Crisis. New York: Springer.
- Lang, K. R. (2011). The Cambridge to de Solar System. New York: Cambridge University Press.
- Marín, D. (23 de julio de 2014). EUREKA. Recuperado el 15 de febrero de 2025, de https://danielmarin.naukas.com/2014/07/23/la-superficie-de-venus-como-nunca-la-visto/
- Organización Meteorológica Mundial. (1987). Atlas Internacional de las Nubes.
- Pont, F. J. (2014). Alien Skies. Plaetary Atmospheres from Earth to Exoplanets . New York: Springer.
- Robert M. Haberle, R. T. (2017). The Weather and Climate of Marr. New York: Cambidge University Press.
- Rogers, R. R. (1976). Cloud Physics. Oxford: Pergamon Press.
- World Meteorological Organization. (10 de 1 de 2025). Recuperado el 11 de 2 de 2025, de https://wmo.int/news/media-centre/wmo-confirms-2024-warmest-year-record-above-pre-industrial-level