El "anti-clima" de Venus: un nuevo modelo revela sus secretos

Las condiciones en la superficie de Venus han permanecido en gran medida como un misterio durante décadas. El famoso astrónomo Carl Sagan destacó que las personas eran rápidas en saltar a conclusiones, como la idea de que había dinosaurios viviendo allí, a partir de escasos datos recolectados del planeta. Sin embargo, la falta de información no impide que se puedan formular conclusiones y, mejor aún, modelos a partir de los datos disponibles.

Un nuevo estudio del investigador Maxence Lefèvre de la Sorbonne y sus colegas utilizó los pocos datos recopilados de la superficie de Venus para validar un modelo sobre las condiciones de viento y polvo en el planeta. Este trabajo busca facilitar la labor de las próximas misiones exploratorias a Venus.

El artículo, disponible en preimpresión en arXiv, se centra en dos métricas principales: las oscilaciones de temperatura y el transporte de polvo. Es importante destacar que el modelo aborda diferentes partes del planeta de manera diferenciada, algo que nunca se había hecho antes, pero que resulta crítico para aislar algunas de las características que impulsan estas dos condiciones. La fuerza subyacente clave para ambas, temperatura y transporte de polvo, es la misma en Venus que en la Tierra: el viento.

Las mediciones de Venera, una de las pocas naves que logró aterrizar con éxito en la superficie de Venus, indicaron que la velocidad del viento en la parte inferior de la atmósfera es de apenas 1 m/s. Comparado con los 20 m/s en la Tierra o incluso 40 m/s en Marte, esto puede no parecer mucho. Sin embargo, la atmósfera de Venus es más densa que la de la Tierra o Marte, por lo que se requiere mucha más energía para alcanzar velocidades equivalentes a las de sus planetas hermanos. Aun así, el viento tiene un impacto significativo tanto en la temperatura de la superficie como en la cantidad de polvo en el aire.

Venus tiene un "día" que dura 117 días terrestres, y una noche de igual duración. Esto provoca cambios masivos en la atmósfera, ya que el planeta se calienta gradualmente por la radiación solar durante el día y se enfría por su propia radiación infrarroja durante la noche. Sin embargo, esos cambios son diferentes en distintas regiones del planeta, según el estudio, y especialmente distintos entre las "tierras altas" (es decir, regiones montañosas) y las "tierras bajas" (es decir, las llanuras), así como entre los trópicos y los polos.

En los trópicos, se observa un claro "cambio diurno", lo que significa que los vientos presentan patrones muy diferentes dependiendo de si es de día o de noche en esa parte del planeta. Durante el mediodía, los vientos soplan hacia arriba (denominados "anabáticos" en jerga técnica) debido al calentamiento del suelo que los empuja hacia arriba. Sin embargo, por la noche, este proceso se invierte, ya que el enfriamiento infrarrojo de las superficies provoca que el aire se enfríe, generando vientos descendentes conocidos como "katabáticos".

Estos procesos afectan directamente la temperatura de la superficie, ya que los vientos katabáticos hacen que el aire que fluye cuesta abajo se comprima, calentándolo y contrarrestando el enfriamiento infrarrojo de la superficie en un proceso llamado calentamiento adiabático. Esencialmente, los vientos en las montañas mantienen la temperatura estable, con una oscilación de menos de 1 grado Kelvin entre el ciclo de día y noche. En comparación, las tierras bajas experimentan oscilaciones de alrededor de 4 grados Kelvin, que no tienen el mismo efecto de enfriamiento.

Más cerca de los polos, esta dinámica cambia, con los vientos en constante flujo katabático, lo que nuevamente compensa el enfriamiento infrarrojo constante del planeta en esas latitudes. Dado que futuras misiones, como Envision y Veritas, se centrarán en los polos, es fundamental comprender estos procesos antes de su llegada.

Otra sonda, DaVINCI, está programada para aterrizar en la superficie de Venus por primera vez en décadas. El descenso está planeado para una región llamada Alpha Regio, una meseta montañosa cerca del ecuador, que estaría sujeta a oscilaciones de temperatura más moderadas que algunas de las áreas de tierras bajas circundantes. Pero, ¿serán las sondas de DaVINCI golpeadas por polvo flotante? Es muy posible: según los cálculos de los investigadores, el 45% de la tierra en Alpha Regio tiene fuerzas de viento suficientes para levantar "arena fina" de 75 µm de tamaño de partícula. Esto colocaría la zona de aterrizaje planificada de DaVINCI directamente en el camino de una tormenta de partículas finas en curso, que podría variar dependiendo de la hora del día en que llegue.

Todo este trabajo fue impulsado por una nueva simulación "regional" del planeta que descompuso estas áreas individuales en modelos climáticos calculables, en lugar de intentar modelar toda la superficie como un único bloque. Sin embargo, esto no significa que este trabajo no pueda mejorarse: los autores mencionan la posibilidad de agregar diferentes características térmicas a diferentes partes de la superficie en función de su albedo y su inercia térmica, o tener en cuenta el valor de absorción térmica del CO₂, que es predominante en la atmósfera de Venus, a diferentes temperaturas.

Los autores del artículo y otros investigadores que estudian la atmósfera de Venus aún tienen tiempo antes de que llegue el nuevo lote de sondas al segundo planeta; al menos, cuando lo hagan, tendrán una mejor idea de lo que podría estar causando algunas de las características que encuentren.