Las serpenteantes y danzantes columnas de polvo surcan la superficie de Marte casi a diario, dejando tras de sí oscuras y filamentosas huellas que son fácilmente reconocibles desde la órbita tanto por expertos como por aficionados al Planeta Rojo. Un nuevo análisis exhaustivo de dos orbitadores europeos muestra que estos vórtices no son solo un exótico entretenimiento del viento, sino un eslabón fundamental en el sistema climático marciano. Al seguirlos durante veinte años, los planetólogos han reconstruido cómo se levanta el polvo, cómo viaja y dónde se deposita con mayor frecuencia, y en el proceso han registrado un hecho sorprendente: los vientos cerca del suelo en Marte son a menudo más rápidos de lo que sugerían los modelos y mediciones de superficie anteriores. Se trata del seguimiento más extenso de los "diablos de polvo" hasta la fecha, con un catálogo construido sistemáticamente que combina observaciones de diferentes estaciones, áreas y entornos geológicos y ofrece pautas concretas para la planificación de futuras misiones que tendrán que trabajar en Marte en un entorno de ráfagas impredecibles y polvo persistente y pegajoso.

Qué son exactamente los “diablos de polvo” y por qué son importantes

Los vórtices de polvo, en la terminología popular "diablos de polvo", se forman cuando la radiación solar calienta el suelo más rápido que el aire inmediatamente encima de él. El aire caliente comienza a ascender bruscamente y crea una columna ascendente, mientras que el aire más frío y denso fluye desde los lados y cierra la circulación. Un componente horizontal del viento suficiente convierte este flujo ascendente en un embudo giratorio que, en las condiciones del suelo seco y polvoriento de Marte, recoge muy fácilmente las partículas finas y las eleva a decenas o incluso cientos de metros de altura. Los vórtices son transitorios: duran desde solo unos pocos minutos hasta, en raras ocasiones, un poco más; pero su efecto acumulativo sobre la atmósfera es sorprendentemente grande porque ocurren con mucha frecuencia, en grandes áreas y durante las partes del día en que la superficie es más cálida.

A diferencia de la Tierra, donde la lluvia y la humedad "lavan" rápidamente las partículas en suspensión, en Marte el polvo puede permanecer en la atmósfera durante mucho tiempo y ser transportado a lo largo de miles de kilómetros. Esto afecta la distribución de la temperatura (debilita el calentamiento durante el día y "cubre" la superficie por la noche), la formación de nubes y el balance de agua, ya que los vórtices y las tormentas pueden acelerar la pérdida de vapor de agua al espacio. En la práctica, esto significa que la comprensión de los pequeños vórtices locales conduce a modelos climáticos globales más precisos y a una planificación más segura de las misiones espaciales, desde la programación de la autolimpieza de los paneles solares hasta la evaluación del riesgo para la óptica y los mecanismos en los rovers y landers.

Dos naves espaciales, veinte años y el primer catálogo global de movimientos

Un equipo de investigadores analizó los archivos de imágenes tomadas por Mars Express (en órbita desde 2004) y ExoMars Trace Gas Orbiter (en órbita desde 2016). En lugar de contar manualmente, se aplicó un enfoque informático: se entrenó un modelo de aprendizaje profundo que reconoce automáticamente la "firma" reconocible de los vórtices activos en las imágenes (una nube de polvo elevada más clara y una sombra oscura que proyecta en el suelo) y extrae sus geometrías y dinámicas de la masa de otros patrones visuales. El resultado es una lista públicamente disponible con 1039 vórtices activos, para un gran número de los cuales se estimó la dirección del movimiento y la velocidad de desplazamiento sobre el suelo, lo que permitió a los investigadores "dibujar" los campos de viento a escala planetaria.

El mapeo muestra que los vórtices están distribuidos casi por todas partes, desde las tierras bajas hasta las laderas volcánicas, pero a menudo "nacen" en zonas de origen específicas con una gran cantidad de material fino. Una de ellas es Amazonis Planitia, una vasta área de las tierras bajas del norte cubierta de arena fina y polvo, donde los vórtices frecuentes literalmente "aspiran" miles de toneladas de partículas y las envían al aire. El patrón de tamaños es diverso: se registraron vórtices de solo unas pocas decenas de metros de diámetro, pero también de varios cientos de metros de ancho, y sus alturas a veces superan todo lo que podríamos esperar observando solo desde el suelo. Esta diversidad espacial es crucial para comprender el transporte de polvo y su deposición en diferentes nichos geomorfológicos de Marte.

Vientos más rápidos de lo que pensábamos

Al rastrear el desplazamiento de los vórtices entre las imágenes multicanal, los investigadores midieron directamente los vientos de superficie que alcanzan alrededor de 44 m/s, es decir, aproximadamente 158 km/h. Esto es significativamente más que las mediciones típicas de los landers y rovers anteriores, cuyas observaciones, comprensiblemente, se limitan a ubicaciones y períodos de tiempo específicos. Aunque estas cifras suenan intimidantes, hay que tener en cuenta que la atmósfera enrarecida de Marte (alrededor del 1% de la densidad de la Tierra) significa una presión dinámica drásticamente menor: un humano en Marte apenas sentiría en la piel un viento tan "huracanado", pero al mismo tiempo es completamente suficiente para levantar y transportar polvo en grandes áreas y bloquear la luz solar para los rovers que dependen de paneles solares.

Se registraron velocidades sorprendentemente altas en más áreas y épocas del año de lo que sugerían los modelos existentes. Esto aclara aún más el llamado "misterio del transporte de arena en Marte": los umbrales de laboratorio para el movimiento de los granos de arena (el movimiento de rebote que llamamos saltación) son a menudo mayores que las velocidades medidas por los instrumentos en el suelo. Los nuevos datos de la órbita muestran que los vientos rápidos son en realidad frecuentes, lo que significa que el levantamiento de polvo es probablemente más frecuente de lo que se suponía anteriormente. Esto tiene consecuencias directas en las estimaciones de visibilidad, calentamiento y enfriamiento, así como en los modelos de la "vida útil" de las nubes de polvo en la atmósfera.

Cuándo y dónde Marte "pulveriza" más

La estacionalidad es pronunciada: la mayor actividad se produce en la primavera y el verano de cada hemisferio, a última hora de la mañana y a primera hora de la tarde, aproximadamente entre las 11 y las 14 horas de la hora solar local. Es entonces cuando el contraste de temperatura entre el suelo y el aire es más fuerte, y los vientos de superficie son estables y lo suficientemente fuertes como para "alimentar" la rotación. En las zonas de llanura con sedimentos finos, especialmente en las llanuras del norte, la frecuencia de los vórtices es mayor, pero también se han registrado en laderas volcánicas empinadas y en los bordes de los cráteres, donde el relieve refuerza aún más la corriente. Esta distribución recuerda a los patrones en los desiertos de la Tierra, pero Marte, debido a su sequedad y atmósfera enrarecida, muestra un "bucle" de actividad espacial y temporal más amplio.

Cómo el "ruido" se convirtió en dato

Ni Mars Express ni ExoMars TGO fueron diseñados originalmente para medir la velocidad del viento. La clave está en la forma en que sus cámaras (HRSC en Mars Express y CaSSIS en TGO) ensamblan una imagen final a partir de varios canales separados. Dado que los canales se graban con un desfase temporal de entre uno y varias decenas de segundos, cualquier cosa que se mueva en la escena deja sutiles cambios de color o geometría. Los investigadores convirtieron este "artefacto" en una medida: al medir el desplazamiento de la nube de polvo entre los canales, obtuvieron la velocidad y la dirección del movimiento del vórtice y, de forma indirecta, la velocidad y la dirección del viento cerca del suelo. Es un elegante ejemplo de cómo las limitaciones de ingeniería (el retraso de los canales) pueden convertirse en una oportunidad científica.

El reconocimiento automático de los vórtices se basa en redes neuronales entrenadas en miles de ejemplos etiquetados. El modelo reconoce el contraste característico de una nube de polvo elevada más clara y una sombra oscura, los patrones circulares y espirales que se diferencian de las nubes, dunas o estructuras montañosas, así como las relaciones espaciales entre estos elementos. Este enfoque permite un "barrido" sistemático de los archivos planetarios, y su efecto se multiplica a medida que llegan nuevas imágenes y los modelos se perfeccionan. En última instancia, esto significa que el mapa de vientos se volverá cada vez más detallado con el tiempo, y las predicciones de la microclima local serán más fiables.

Lo que los descubrimientos significan para las futuras naves espaciales y rovers

Mapas de viento más detallados por región y estación ayudan directamente a seleccionar los sitios de aterrizaje y a planificar las operaciones de las naves espaciales en la superficie. La cantidad de polvo que se deposita en los paneles solares y la óptica de los instrumentos es una de las principales amenazas para el presupuesto energético y científico de las misiones. Si sabemos de antemano con qué frecuencia el polvo fino "cae" en un área, podemos predecir el horario de autolimpieza, la orientación de las cámaras, la planificación de mediciones críticas en las horas en que la turbidez es mínima y dimensionar mejor los filtros, sellos y conjuntos móviles expuestos a la abrasión.

En la práctica, estas ideas ya se están incorporando en los preparativos para los próximos pasos europeos en el Planeta Rojo. El rover Rosalind Franklin está previsto para un lanzamiento en 2028 y un aterrizaje en 2030, con el objetivo de perforar por primera vez a una profundidad de unos dos metros y buscar rastros químicos de vida antigua en capas subterráneas protegidas. Para un aterrizaje seguro, se está desarrollando una nueva plataforma europea con retro-cohetes precisos y paracaídas avanzados; además, los nuevos planes de aterrizaje y el cronograma de operaciones en la superficie ya cuentan con un mapa más detallado de los vientos, el polvo y las ventanas estacionales de clima favorable.

Los rovers como "meteorólogos": lecciones desde el suelo

Además de los datos orbitales, las observaciones desde el suelo proporcionan pistas importantes: los rovers de la NASA registran regularmente vórtices transitorios, a veces varios al mismo tiempo, lo que proporciona una referencia local para las direcciones y los cambios de velocidad del viento. Estas escenas muestran cómo los vórtices pueden interactuar (fusionarse o "tragarse" unos a otros) y confirman que son una de las principales fuentes de polvo en la atmósfera. Al combinar las observaciones locales y el catálogo global, emerge una imagen coherente de la circulación de polvo en diferentes escalas, desde el grano de arena que rebota en el suelo hasta las corrientes planetarias que transportan nubes de polvo a través de los continentes de Marte.

De la meteorología local al clima global

Una de las mayores ganancias del nuevo estudio es la calibración de los modelos climáticos y de pronóstico de Marte. Hasta ahora, a menudo "adivinaban" las velocidades del viento a partir de mediciones indirectas de temperatura y presión, con muy pocas confirmaciones directas en una amplia escala espacial. Ahora, por primera vez, se dispone de un conjunto de mediciones que abarca varias latitudes, altitudes y estaciones. Los modelos que subestiman sistemáticamente la velocidad del viento en ciertas regiones tendrán que ser revisados, lo que, en consecuencia, también cambiará las estimaciones de cuánto polvo circula, cuándo se forman las nubes y cuáles son las consecuencias para el balance energético de la atmósfera y la superficie.

Implicaciones prácticas: energía, óptica, logística

Para las misiones impulsadas por paneles solares, la deposición de polvo es una cuestión de vida o muerte. Algunas naves espaciales terminaron su misión cuando una "cubierta" densa oscureció los paneles hasta tal punto que ya no había suficiente electricidad para la comunicación o la calefacción. La planificación de la autolimpieza (desde sacudir y girar los paneles hasta apuntar a las "ventanas de viento" cuando las limpiezas naturales son más frecuentes) solo es posible cuando comprendemos los ciclos de los vórtices y las rosas de los vientos locales. Los instrumentos ópticos, desde cámaras hasta espectrómetros láser, también sufren las consecuencias: el polvo fino se deposita en las superficies ópticas y cambia sus espectros de reflexión, por lo que también se necesitan nuevas estrategias de protección y calibración.

Para operaciones más complejas en el suelo, la logística también es importante: el cronograma de conducción, perforación y muestreo debe coordinarse con las señales meteorológicas locales. Si se espera un fondo "polvoriento" aumentado durante las horas más activas del día, tiene sentido trasladar los trabajos sensibles a las primeras horas de la mañana o a las últimas de la tarde. La evaluación del riesgo de electricidad estática, que puede afectar a los instrumentos y la comunicación, también cambia en función de los patrones estacionales y diarios de los vórtices, mientras que los conjuntos mecánicos (juntas, engranajes, sellos) se dimensionan teniendo en cuenta las propiedades abrasivas de los minerales en las partículas en suspensión.

Datos abiertos y procesamiento avanzado

Un valor especial del proyecto es que el catálogo se prepara como un conjunto de datos abiertos que se complementa gradualmente con nuevas entradas. Dado que Mars Express y TGO continúan grabando a diario, la red de observaciones se vuelve cada vez más densa y las redes neuronales se perfeccionan aún más. Esto crea un círculo virtuoso: mejores detecciones alimentan los modelos, y mejores modelos ayudan a encontrar los "puntos calientes" y las horas del día en que es más probable que una cámara capture un vórtice transitorio. En los próximos meses, también se esperan campañas de grabación específicas que conducirán a la comparación de las mediciones de los mismos vórtices desde diferentes plataformas para reducir aún más los errores en la estimación de la velocidad y la dirección.

Por qué es importante actualizar horas y estaciones: la fecha de hoy y la dinámica actual

Como hoy es 09 de octubre de 2025, el hemisferio norte de Marte entra en una parte más tranquila del año, cuando el máximo de actividad de vórtices de verano disminuye gradualmente. Sin embargo, las nuevas mediciones de velocidades de superficie más altas sugieren que el transporte de polvo continuará también en el período de transición, especialmente a lo largo de los bordes de las llanuras y en las laderas empinadas donde la topografía fomenta la corriente. En las próximas semanas, se espera la publicación de los primeros parámetros actualizados para los modelos numéricos que tienen en cuenta las nuevas limitaciones de velocidad del viento en la capa superficial, lo que permitirá pronósticos más precisos de la visibilidad y la deposición de polvo en las superficies de los instrumentos.

Comparaciones con mediciones de helicóptero y de superficie

El helicóptero Ingenuity, que ha realizado una serie de vuelos históricos hasta este año, a veces registraba ráfagas de viento más fuertes de lo esperado, lo que indicaba que los estallidos de corta duración podían superar los valores medios "suaves" que proporcionan las estaciones meteorológicas. Los nuevos catálogos orbitales proporcionan contexto: los fuertes estallidos de viento no ocurren de forma aislada, sino en cinturones que siguen gradientes térmicos y canales de relieve. Juntos, las mediciones orbitales y de superficie constituyen la columna vertebral de una nueva meteorología sinóptica de Marte, en la que las escalas pequeñas (vórtices) y las escalas grandes (corrientes regionales) finalmente se asientan en el mismo "mapa de vientos".

Hacia dónde ir: campañas de grabación enfocadas

Sabiendo a qué horas y en qué estaciones se forman los vórtices con mayor frecuencia, los equipos de cámaras pueden planificar secuencias con el máximo tiempo entre canales para obtener una mayor "línea de base" para medir el desplazamiento de la nube de polvo. La grabación coordinada del mismo vórtice desde dos naves espaciales, desde diferentes geometrías y con diferentes desfases entre canales, permitirá la validación de los métodos y la reducción de errores. La combinación de pares estéreo y datos multiespectrales abrirá además la posibilidad de estimar la estructura vertical de las nubes y el tamaño de las partículas, lo cual es crucial para modelar el espesor óptico de la atmósfera y los flujos de energía sobre diferentes tipos de terreno.

Contexto: historia y legado de las misiones europeas

Desde la llegada de Mars Express a finales de 2003, Europa ha construido sistemáticamente un registro fotográfico único del Planeta Rojo. La longevidad de la misión y la cuidadosa calibración de los instrumentos han permitido comparaciones en un rango de días a décadas, un raro privilegio en la ciencia planetaria. Por su parte, ExoMars TGO ha aportado una alta sensibilidad a los rastros de gases y una moderna cámara CaSSIS, lo que, junto con la habilidad de los equipos creativos, ha hecho posible esta nueva forma de "cartografiar el viento" en Marte. Juntas, estas misiones demuestran cuánta ciencia se puede extraer de los "efectos secundarios" de los instrumentos cuando se cambia la perspectiva y se busca la señal en el aparente ruido.

Mosaico industrial y asociación euro-estadounidense

La recuperación del programa ExoMars después de la interrupción de la cooperación con Rusia en 2022 trajo una nueva división de roles: las empresas europeas se hicieron cargo de la mayor parte del sistema, mientras que Estados Unidos proporcionará el cohete portador y algunos subsistemas críticos. Airbus en el Reino Unido es responsable de la construcción de la plataforma de aterrizaje, con un contrato de alrededor de 150 millones de libras, y el objetivo clave es el frenado preciso y el suave asentamiento del rover en el suelo en 2030. En la planificación de estos escenarios, también se utilizan los nuevos campos de viento obtenidos del catálogo de vórtices, lo que reduce las incertidumbres en el diseño de los paracaídas, los retro-cohetes y la construcción de las patas de la plataforma.

Técnica de medición: de la sombra a la velocidad

En HRSC, hasta nueve canales graban la escena con un desfase de aproximadamente 7 a 19 segundos. En ese intervalo, el vórtice se mueve lo suficiente como para que en la imagen combinada aparezca un desplazamiento de color discreto o un "fantasma" que delata el movimiento. CaSSIS graba pares con un intervalo de un segundo para el color y alrededor de 46 segundos para el estéreo; esto permite capturar movimientos más grandes, pero se pierde sensibilidad a vibraciones o aceleraciones muy cortas. En ambas cámaras, la reconciliación geométrica de los canales y la corrección precisa de las distorsiones son cruciales para distinguir los artefactos del movimiento real de la nube de polvo, y se logran validaciones adicionales comparando con secuencias de imágenes de otras órbitas y, cuando es posible, con videos de campo de los rovers.

Mapas de riesgo y selección de sitios de aterrizaje

En la práctica de misión estándar, las velocidades de viento promedio y extremas se incluyen en los llamados mapas de riesgo. Las comparaciones entre el catálogo de vórtices y los mapas topográficos, por ejemplo, los bordes de los cráteres o los "cuellos de botella" entre las mesetas, indican corredores de corriente aumentada, donde una pequeña caída de presión y cambios de relieve concentran las ráfagas. Este conocimiento se utiliza para optimizar la geometría de los paracaídas, dimensionar las patas de la plataforma y definir las tolerancias para los golpes de viento laterales. Los ciclos diarios son igualmente importantes: los aterrizajes, cuando es posible, se planifican fuera de los máximos diarios de actividad de vórtices más fuertes para reducir las posibilidades de golpes laterales incontrolados y el levantamiento de polvo durante el contacto con el suelo.

Lo que los archivos aún esconden

Los archivos de Mars Express y TGO son ricos en secuencias en las que, con los ojos robóticos enfocados en la geología, se esconden "accidentalmente" joyas meteorológicas. Una búsqueda retroactiva sistemática, acompañada de una educación continua de los algoritmos, probablemente aumentará el número de vórtices registrados y mejorará la cobertura espacial. Además, los nuevos programas de grabación coordinada de las mismas escenas con un intervalo de varios días y semanas deberían aclarar cómo cambian los "senderos" de los vórtices a lo largo de la temporada y cuánto tiempo permanecen visibles en el suelo como líneas oscuras y serpenteantes. Esto, en combinación con experimentos in situ, también podría ayudar a determinar los umbrales de erosión de diferentes tipos de suelo bajo la acción de golpes de viento de corta duración pero frecuentes.

El polvo de Marte como recurso y desafío

Aunque el polvo ha sido visto durante años principalmente como una molestia, hay cada vez más propuestas para ver este material omnipresente también como un recurso. El conocimiento de la granulometría y las propiedades eléctricas de las partículas, en combinación con los mapas de viento, podría ayudar en el desarrollo de captadores pasivos que "cosechan" el polvo para análisis experimentales in situ. En parte, también es una cuestión de seguridad para los futuros astronautas: el polvo fino puede ser abrasivo y electrostático, por lo que el diseño de filtros, sellos y trajes debe tener en cuenta las velocidades de viento localmente esperadas y los tamaños de partículas típicos. Cada nuevo píxel en el mapa de vientos se convierte así en un nuevo elemento en el presupuesto de riesgo de las futuras tripulaciones.

Cómo los medios informan sobre los nuevos hallazgos y por qué las cifras deben contextualizarse

Las velocidades de 158 km/h suenan dramáticas, pero sin contexto pueden ser engañosas. En Marte, la atmósfera enrarecida significa que un viento así transporta significativamente menos energía que una tormenta de la misma velocidad en la Tierra. Sin embargo, es precisamente esta baja densidad la razón por la que las partículas finas, una vez levantadas, permanecen en el aire durante mucho tiempo y viajan grandes distancias. El mensaje de los científicos es más matizado que el "récord": lo importante es que por primera vez obtuvimos una imagen fiable y espacialmente extendida de los vientos de superficie que mejora los modelos y ayuda a evitar descuidos en la planificación de misiones, desde el flujo de aire durante el aterrizaje hasta las estrategias para mantener la capacidad energética y científica en el campo.

Disponibilidad de datos al 09 de octubre de 2025

Dado que ambos orbitadores siguen activos hoy, llegan nuevas imágenes a diario. Esto también amplía el catálogo de vórtices, que está destinado a una amplia comunidad: desde climatólogos y geólogos hasta ingenieros y planificadores de misiones. Se espera que para finales de este año marciano haya suficientes registros unificados disponibles para la primera serie de mejoras de los modelos globales, incluida una parametrización más detallada de las fuentes de polvo, las ventanas meteorológicas estacionales para el aterrizaje y las estimaciones de los presupuestos energéticos de las misiones que dependen del Sol.