Los remolinos de polvo, o dust devils, son fenómenos similares a pequeños tornados que levantan el característico polvo rojo de Marte, haciendo visible lo que de otro modo sería un viento invisible en su atmósfera delgada. Un nuevo estudio publicado en Science Advances el 8 de octubre de 2025, liderado por el Dr. Valentin Bickel del Centro para el Espacio y la Habitabilidad de la Universidad de Berna (Suiza), ha compilado el primer catálogo global de estos vórtices utilizando 20 años de imágenes orbitales. Este trabajo no solo mapea 1.039 remolinos detectados entre 2004 y 2024, sino que también rastrea sus velocidades y direcciones, revelando vientos cerca de la superficie mucho más intensos que los predichos por modelos climáticos actuales. A continuación, detallo ampliamente esta investigación, sus métodos, hallazgos clave e implicaciones, basado en el artículo científico y coberturas especializadas.
Métodos: Inteligencia Artificial y Datos Orbitales para un Mapa Planetario
El equipo de Bickel analizó más de 44.000 imágenes de alta resolución de dos misiones de la Agencia Espacial Europea (ESA):
- Mars Express (MEX): Imágenes del instrumento HRSC (High Resolution Stereo Camera) desde 2004 (período marciano MY 27 a MY 37), con resolución de ~12 m/píxel.
- ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO): Imágenes del instrumento CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) desde 2016 (MY 34 en adelante), con resolución de ~4 m/píxel.
Para detectar los remolinos, entrenaron una red neuronal convolucional (CNN) basada en YOLOv5x, un modelo de detección de objetos de un solo disparo. Este "aprendizaje profundo" se nutrió con pocos ejemplos iniciales (72 etiquetas para CaSSIS y 84 para HRSC, incluyendo negativos para evitar falsos positivos), augmentados con transformaciones afines y modificaciones radiométricas. El entrenamiento tomó solo ~10 minutos en una GPU NVIDIA RTX 3090, logrando una precisión del 84-98% y un recall del 70-80%. Los expertos revisaron manualmente las detecciones para validarlas.
Las velocidades y direcciones se midieron usando "ruido" en las imágenes: desfases temporales entre canales estéreo (48 segundos en CaSSIS, 9-19 en HRSC) o modos de color (1 segundo en CaSSIS), que revelan el movimiento del vórtice. Se estimaron diámetros calibrados linealmente y se convirtieron velocidades en tensiones de viento (usando la ecuación de la ley de la pared, con rugosidad aerodinámica de 0.02 m y densidad atmosférica del Mars Climate Database - MCD). El catálogo resultante, con 373 trayectorias migratorias, está disponible públicamente en https://doi.org/10.48620/87803, y se actualiza diariamente con nuevas imágenes.
Hallazgos Principales: Velocidades Récord y Patrones Globales
El catálogo muestra que los remolinos de polvo marcianos son más rápidos y abundantes que en la Tierra, con ~104 detectados por año marciano (MY). Aquí un resumen en tabla de los datos clave:
| Aspecto | Detalles Principales |
|---|---|
| Número Total | 1.039 remolinos verificados (655 en HRSC, 384 en CaSSIS); densidad espacial: 0.002-0.00003 DD/km². |
| Ubicaciones | Clústeres en hemisferio norte (67%, e.g., Amazonis y Elysium Planitiae); sur (33%, e.g., Hellas y Medusae Fossae). Ocurren en volcanes antiguos (e.g., Tharsis), llanuras abiertas y altitudes hasta 21 km. |
| Velocidades | Hasta 44 m/s (160 km/h o 99 mph); media ~11-18 m/s. ~39% superan umbral de 23 m/s para levantar partículas de 30-800 μm. 2.5 veces más rápidos que en Tierra. |
| Direcciones (Azimut) | Poleward en verano norteño (Ls 45°-135°); equatorward en verano sureño (Ls 225°-315°). Este predominante en latitudes medias (53-89%). Variaciones diarias: ~120° en azimut, 4-8 m/s en velocidad. |
| Variaciones Diurnas | Pico entre 11:00-14:00 hora solar local (LST); 1.5-32 veces más frecuentes al mediodía. Diámetros mayores al mediodía en latitudes medias. |
| Variaciones Estacionales | Máximos en primaveras/veranos hemisféricos; hiatus en otoño norteño tardío (Ls 200°-250°). Correlacionados con albedo y elevación (TES/MOLA). |
| Levantamiento de Polvo | Estimado 100-5.500 toneladas/MY por hemisferio de los remolinos observados; tasa global ~9% o 100% de la sedimentación anual (2×10⁻² kg/m² MY). Vientos no vorticados amplifican esto. |
Estos vientos exceden predicciones del MCD en 76-96% de casos (subestiman velocidades en 3-10 m/s y tensiones en ~0.1 Pa). Remolinos rápidos (~38-44 m/s) coinciden con tormentas globales (e.g., MY 28 PEDE, MY 30 G03/G04) y eventos de levantamiento a gran escala, sugiriendo que vientos locales impulsan fenómenos planetarios.
Comparados con la Tierra, los remolinos marcianos son más veloces (rovers previos midieron <50 km/h, máximo raro 100 km/h) y globalmente más abundantes, gracias a la superficie árida y calentamiento solar intenso. En Marte, el polvo persiste más (sin lluvia para lavarlo), afectando el clima: enfría días bloqueando sol, calienta noches aislando, y acelera pérdida de vapor de agua en tormentas.
Implicaciones: Del Ciclo del Polvo a la Exploración Humana
Este estudio resuelve parte del "rompecabezas del transporte de arena marciano": vientos no vorticados (gusts) permiten salpicadura de partículas a umbrales más bajos (~0.6-1.5 m/s), explicando migración de dunas (e.g., Syrtis Major) y rasgos como lineae recurrentes en pendientes (RSL). Revela fuentes de polvo subestimadas (e.g., Daedalia, Sinai Planum) y sumideros (Arabia/Elysium), con el norte como clave para inyección atmosférica.
Para misiones futuras:
- Modelos Climáticos: Valida/refina GCM como MCD, incorporando dinámicas meso-escala para predecir tormentas y opacidad de polvo.
- Exploración Robótica/Humana: Predice acumulación en paneles solares (e.g., ExoMars Rosalind Franklin en Oxia Planum, 2030: vientos NE 15-23 m/s en verano sur, SW 5-9 m/s en verano norte). Ayuda a estimar limpiezas (beneficiosas, como en Spirit 2009, o letales, como en Opportunity 2019 e InSight 2022). Sitios de aterrizaje se eligen evitando temporadas de tormentas.
- Pronósticos Atmosféricos: Monitoreo orbital sistemático (e.g., campañas TGO/MEX/MRO o CubeSats a 6 m/píxel) + estaciones terrestres podría prever dinámicas, vital para protección planetaria y energía solar a largo plazo.
Expertos destacan su valor: "Los remolinos hacen visible el viento invisible, mapeando condiciones globales imposibles antes" (Bickel). Lori Fenton (SETI) nota subestimaciones en modelos para evolución superficial; Ralph Lorenz (JHU) enfatiza contexto para sitios de aterrizaje; J. Michael Battalio (Yale) urge datasets sostenidos ante recortes presupuestarios de NASA, ya que Marte es un "laboratorio" para dinámicas terrestres. Colin Wilson (ESA): "El polvo afecta todo, desde clima local hasta imágenes orbitales".
Visuales y Recursos Adicionales
Imágenes del catálogo muestran remolinos "bailando" en GIFs de MEX (wobble en 7-19 s) y CaSSIS (desfases en 1-46 s), en terrenos rojizos craterizados. Para explorar, accede al catálogo DOI arriba o artículos en ESA y CNN para mapas interactivos.