En un artículo firmado por Katherine Kornei, publicado en EOS podemos leer que la atmósfera actual de Marte es extremadamente tenue (con menos del 1 % de la presión terrestre), pero existen pruebas sólidas de que era considerablemente más densa en el pasado. Los investigadores han observado directamente cómo los átomos escapan de una forma nunca antes observada.
Ese proceso, conocido como chisporroteo atmosférico o pulverización catódica, puede haber facilitado la transición de Marte de un planeta acuoso al mundo árido que es en la actualidad, informó el equipo en Science Advances.
Desde principios de la década de 2010, la científica planetaria Shannon Curry, de la Universidad de Colorado en Boulder, ha analizado minuciosamente datos de Marte en busca de señales de erosión de la atmósfera del Planeta Rojo. Ha sido un largo camino, comentó. «He estado buscando esto desde mi posdoctorado». Sus colegas incluso bromeaban con Curry, diciendo que su búsqueda podría ser una locura. «Todos los años, ejecutaba mi código y lo buscaba», comentó. «Empezamos a bromear diciendo que era como un unicornio».
Pero Curry, la investigadora principal de la misión Atmósfera de Marte y Evolución Volátil (MAVEN, por sus siglas en inglés) de la NASA, ahora tiene motivos para celebrar: ella y sus colegas creen que finalmente han capturado las primeras observaciones directas de chisporroteo en Marte.
Escape a las patadas #
Las atmósferas planetarias cambian constantemente; desde eclipses solares hasta erupciones volcánicas y la quema de combustibles fósiles, todo puede alterar su composición, densidad y estructura. Las atmósferas también pueden erosionarse mediante varios procesos. Uno de ellos es la fotólisis, proceso en la que los fotones rompen las moléculas, creando componentes más ligeros que pueden escapar. La pulverización catódica es otro proceso. Este proceso implica iones de alta energía, acelerados por el campo eléctrico del Sol, que atraviesan la atmósfera superior de un planeta y colisionan con átomos neutros. Estos impulsos energéticos imparten suficiente energía a las partículas neutras para que escapen del campo gravitacional del planeta.
La pulverización catódica desempeña un papel menor en el escape de la atmósfera marciana actual; su tasa actual es varios órdenes de magnitud menor que la de la fotólisis. «Pero creemos que, hace miles de millones de años, fue el principal factor de escape», afirmó Curry.
Gracias a casi una década de observaciones con MAVEN, Curry y sus colaboradores tuvieron acceso a registros detallados del campo eléctrico solar y de partículas neutras en la atmósfera marciana. Se centraron en el argón neutro, un gas noble y pesado. Generalmente es difícil eliminar el argón de la atmósfera marciana de otras maneras, afirmó Manuel Scherf, astrofísico del Instituto de Investigación Espacial de la Academia Austriaca de Ciencias en Graz, Austria, quien no participó en la investigación. «El único mecanismo de escape realmente eficiente actualmente es la pulverización catódica», dijo Scherf.
Avanzando en la oscuridad #
El equipo utilizó simulaciones de la atmósfera de Marte para determinar dónde podrían encontrar señales de chisporroteo o pulverización vatódica. Observar a una altitud superior a los 360 kilómetros parecía ser clave, según reveló el modelado. Además, el equipo sabía que era crucial observar la cara de Marte que apunta en dirección opuesta al Sol. Esto se debe a que la fotólisis predomina durante el día. «Tenemos que alejarnos de la luz solar para detectar el chisporroteo», explicó Janet Luhmann, científica espacial de la Universidad de California, Berkeley, e integrante del equipo de investigación.
El equipo calculó que el argón se pulverizaba a una velocidad de aproximadamente 1023 átomos por segundo. Puede parecer una cifra elevada, pero en realidad es unas 100 veces menor que la velocidad actual de fotólisis, según Luhmann. Sin embargo, hace miles de millones de años, el campo eléctrico del Sol probablemente era mucho más intenso que hoy, y las tasas de pulverización podrían haber sido mucho mayores, posiblemente contribuyendo de forma significativa a la erosión de la atmósfera de Marte.
Un salto de este tipo podría ayudar a explicar qué ocurrió con el agua de Marte.
Existe abundante evidencia de que alguna vez existió agua líquida en la superficie de Marte: valles fluviales, lechos de lagos secos y otras formaciones esculpidas por el agua persisten hasta nuestros días. Esto significa que la atmósfera de Marte debió haber sido lo suficientemente densa como para albergar agua líquida. «Se necesita que la presión atmosférica presione el agua para que se vuelva líquida», dijo Curry. Pero el Planeta Rojo hoy es un mundo árido sin agua visible. La pulverización catódica podría explicar, al menos parcialmente, cómo se produjo la pérdida de presión.
Y dado que el agua líquida está íntimamente ligada a nuestra concepción de la vida, estos resultados tienen un significado importante, afirmó Scherf. «No se puede saber si puede existir vida en algún lugar si no se comprende la atmósfera y su comportamiento».
Curry y sus colegas esperan usar los datos de MAVEN durante años, pero el equipo descubrió recientemente que podrían no tener esa oportunidad: la misión está programada para ser cancelada en el presupuesto federal propuesto para 2026. Esto ha sido un duro golpe emocional, dijo Curry, pero el equipo aún no se rinde. “Estados Unidos es actualmente el líder en la exploración de Marte”, dijo Curry. “Perderemos esto si cancelamos estos recursos”.
—Katherine Kornei (@KatherineKornei), Science Writer
Citation: Kornei, K. (2025), Scientists spot sputtering on Mars, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250231. Published on 24 June 2025. Text © 2025. The authors. CC BY-NC-ND 3.0 Except where otherwise noted, images are subject to copyright. Any reuse without express permission from the copyright owner is prohibited.
- El paper First direct observations of atmospheric sputtering at Mars fue publicado en Science Advances. Autores: Shannon M. Curry, Takuya Hara, Janet G. Luhmann, Francois Leblanc, Rebecca Jolitz, David Mitchell, Ronan Modolo, David A. Brain, Jared Espley, Mehdi Benna & Jasper Halekas
Agradecimientos #
Los científicos agradecieron al equipo vinculado a la nave espacial, de Lockheed Martin, incluyendo a N. Sealy, E. Gramlich, M. Haggard, E. Srnka, E. James, T. Lyon, T. Macon, C. Baldwin, M. Stoll, H. Yonter, B. Jackson, M. Derose, K. Patel, J. Pfeffer, E. Muhle, L. Pisano, C. Maywood y B. Reese, por facilitar los escaneos de argón a gran altitud de MAVEN. Apreciamos -indicaron- los valiosos comentarios de R. Burns, R. Carpenter y J. Nagy sobre la nave espacial MAVEN, el apuntamiento de los instrumentos y la órbita. También agradecemos a M. Elrod y H. Williams por alentar este proyecto en los años iniciales. Además, reconocemos los valiosos comentarios de los participantes en el taller Blazing Paths to Observing Stellar and Exoplanet Particle Environments organizado por el Instituto W.M. Keck para Estudios Espaciales.
Financiamiento #
El trabajo fue financiado por los aportes de la NASA NNH10CC04C bajo MAVEN (a S.M.C.) a la Universidad de Colorado, Boulder/LASP y 80NSSC17K0730 bajo Solar System Workings (to S.M.C.) a la Universidad de California, Berkeley.