En Marte no solo hay polvo, rocas y frío. La atmósfera del planeta rojo es escenario de un fenómeno que durante décadas se había sospechado, pero que nadie había conseguido demostrar de forma directa: la presencia de descargas eléctricas generadas por el viento y las tormentas de polvo. Lo que hasta hace poco era una hipótesis se ha convertido ahora en un resultado medible.
Un equipo internacional con una participación destacada de centros europeos y españoles ha conseguido escuchar literalmente estas chispas marcianas, gracias a los micrófonos y sensores del rover Perseverance de la NASA. El hallazgo, publicado en la revista Nature, abre una nueva línea de investigación sobre la electrificación de la atmósfera de Marte, con consecuencias para el clima, la química superficial y la planificación de futuras misiones.
Primera evidencia directa de actividad eléctrica en la atmósfera marciana
Hasta ahora, la existencia de actividad eléctrica en la atmósfera de Marte se apoyaba en modelos teóricos y en analogías con lo que ocurre en la Tierra, Júpiter o Saturno. Se sabía que el planeta rojo es extremadamente polvoriento y que sufre tormentas, vientos intensos y remolinos de polvo, condiciones que en nuestro planeta suelen favorecer la electrificación, pero faltaba la prueba directa.
Ese vacío se ha cubierto gracias a Perseverance, que desde febrero de 2021 explora el cráter Jezero con un arsenal de instrumentos científicos. Entre ellos se encuentra SuperCam, un sistema de teledetección que incorpora un micrófono de alta sensibilidad y sensores capaces de registrar interferencias electromagnéticas generadas en las inmediaciones del vehículo.
Analizando en detalle 28 horas de grabaciones acústicas obtenidas durante dos años marcianos (casi cuatro años terrestres), los investigadores han identificado 55 eventos compatibles con descargas eléctricas. En muchos de ellos, el sonido registrado presenta un patrón característico: primero una interferencia muy breve y de alta intensidad, seguida de una fase de amortiguación de unos milisegundos y, posteriormente, una serie de crestas acústicas que corresponden a la onda sonora de la chispa.
Estas señales se han podido distinguir claramente de otros ruidos ambientales, como el viento, la vibración del propio rover o las turbulencias de la atmósfera, lo que permite atribuirlas con bastante seguridad a descargas reales en el entorno del vehículo. Para reforzar esta interpretación, el equipo ha comparado los datos de Marte con experimentos en laboratorio realizados en la Tierra con un micrófono gemelo de SuperCam, en los que se generaron microchispas controladas muy cerca del sensor.
El papel del polvo, el viento y los remolinos en la generación de chispas
La clave del fenómeno está en la triboelectricidad, el mismo mecanismo que hace que salte una chispa cuando, en un día muy seco, tocamos una puerta metálica después de caminar sobre una moqueta. En Marte, el papel de la moqueta lo desempeña el polvo fino que cubre la superficie, sometido a vientos racheados, remolinos y frentes de tormenta que lo levantan del suelo.
Cuando el viento marciano arrastra partículas de polvo y granos de arena, estas motas chocan y se frotan entre sí. En cada impacto, algunas partículas pierden electrones y otras los ganan, de modo que se crean regiones con carga eléctrica positiva y negativa. Si se acumula suficiente diferencia de potencial, el sistema descarga parte de esa energía en forma de un arco eléctrico de apenas unos milímetros o centímetros, acompañado de una pequeña onda de choque acústica.
En la Tierra, aunque se han observado descargas en nubes de ceniza volcánica o en grandes tormentas de arena, las condiciones de la atmósfera hacen que sea difícil que un simple remolino de polvo genere una chispa. Sin embargo, la atmósfera marciana es mucho más tenue, está compuesta casi por completo de dióxido de carbono y tiene una presión cercana a una centésima de la terrestre, lo que facilita que se alcance el llamado umbral de ruptura eléctrica con acumulaciones de carga relativamente pequeñas.
Las observaciones muestran que las descargas en Jezero se asocian preferentemente a fenómenos convectivos localizados, como los famosos dust devils (remolinos de polvo) o los frentes activos de pequeñas tormentas, más que a los periodos en los que la atmósfera está globalmente más cargada de polvo. Esto matiza la idea previa de que la mayor opacidad atmosférica implicaría automáticamente campos eléctricos más intensos.
En varios de los casos analizados, los chispazos coincidieron con encuentros cercanos del rover con remolinos que atravesaron la zona de operaciones. A partir de estas detecciones, los científicos han podido estimar que en la región del cráter Jezero la energía eléctrica generada por estos vórtices podría variar entre valores extremadamente bajos y cifras que, acumuladas en el tiempo y sobre grandes áreas, resultan relevantes para el balance eléctrico del planeta.
Qué tipo de descargas se producen: chispas microscópicas, no rayos espectaculares
Una aclaración importante es que las descargas observadas en Marte no se parecen a los rayos clásicos que vemos en las tormentas terrestres. Se trata de chispas triboeléctricas de muy poca energía, comparables a las que sirven para encender un coche o al pequeño calambrazo que sentimos al tocar un objeto metálico tras acumular electricidad estática.
Las estimaciones apuntan a energías que oscilan en un rango de nanojulios a microjulios para la mayoría de los eventos, muy lejos de los miles de millones de julios que puede liberar un rayo típico en la atmósfera terrestre. En algún caso aislado, se ha detectado una descarga más intensa, probablemente favorecida por la propia estructura del rover, que puede actuar como acumulador y punto de emisión de la chispa.
Esta baja energía tiene consecuencias visibles: los modelos indican que los campos eléctricos medidos son insuficientes para producir un fogonazo luminoso apreciable, ya que la ionización del aire marciano exigiría campos entre 25 y 100 veces más intensos de los observados. Es decir, las chispas se oyen y se registran como interferencias, pero no generan relámpagos brillantes que puedan captarse con cámaras convencionales.
A pesar de su aparente modestia, estas descargas representan la primera demostración inequívoca de actividad eléctrica atmosférica marciana. Investigadores como Agustín Sánchez-Lavega (Universidad del País Vasco) o Germán Martínez (Centro de Astrobiología, INTA-CSIC) destacan que el modelo de descarga triboeléctrica encaja muy bien con los datos recogidos y con simulaciones previas realizadas en laboratorios terrestres.
De este modo, Marte se suma oficialmente al grupo de mundos del sistema solar con fenómenos eléctricos documentados, junto con la Tierra, Júpiter y Saturno. Además, los resultados refuerzan la idea de que otros cuerpos con atmósferas polvorientas, como Venus o la luna Titán, podrían albergar procesos similares, aunque aún no se hayan captado de forma directa.
Impacto en el clima marciano y en el transporte de polvo
Más allá de la curiosidad física, la presencia de estas chispas tiene implicaciones directas para la dinámica atmosférica de Marte. Una de las conclusiones del estudio es que los campos eléctricos generados en las tormentas de polvo y en los remolinos pueden reducir la velocidad de fricción necesaria para levantar partículas desde la superficie.
Esto significa que, bajo determinadas condiciones, hace falta menos viento del que se pensaba para inyectar polvo en la atmósfera. El proceso se retroalimenta: el polvo cargado eléctricamente se eleva con mayor facilidad, lo que aumenta la cantidad de partículas en suspensión y, a su vez, fomenta nuevas descargas. Este círculo influye en el llamado ciclo global del polvo, una pieza esencial para entender el clima marciano y la aparición de grandes tormentas que pueden envolver el planeta durante semanas.
El cráter Jezero, donde opera Perseverance, no es siquiera una de las regiones más activas en términos de tormentas de polvo o vórtices. Por ello, los autores del trabajo consideran muy probable que en otras zonas, con mayor frecuencia de remolinos y frentes de tormenta, la cantidad total de energía eléctrica liberada sea sensiblemente superior.
Para la comunidad científica europea y española, este resultado refuerza la necesidad de incorporar la electrificación del polvo en los modelos meteorológicos marcianos. De cara a futuras misiones, será importante contar con predicciones más finas de cuándo y dónde son más probables estos eventos, especialmente si se pretende desplegar infraestructuras en superficie o planificar operaciones durante determinadas estaciones del año.
La experiencia acumulada con rovers como Perseverance y, anteriormente, el rover Curiosity, ya había demostrado que el polvo puede ser un problema serio para paneles solares, sensores y mecanismos móviles. Saber que, además, existe un componente eléctrico asociado a ese polvo introduce una variable adicional en la evaluación de riesgos y en el diseño de los equipos.
Cambios químicos en la superficie: oxidantes, cloro y moléculas orgánicas
Otro de los aspectos destacados por los investigadores es el efecto de estas descargas sobre la química de la atmósfera baja y de la superficie marciana. Las chispas, aunque pequeñas, pueden desencadenar reacciones que favorecen la formación de compuestos altamente oxidantes, como el peróxido de hidrógeno o determinados percloratos.
Estos compuestos pueden degradar moléculas orgánicas presentes en el suelo o en el regolito superficial, un hecho especialmente relevante para la búsqueda de posibles biofirmas o restos de vida pasada. Si las descargas eléctricas son frecuentes en ciertas regiones, es posible que parte de las huellas químicas que se pretende detectar se hayan alterado o eliminado con el tiempo.
En Europa y España, donde existen equipos dedicados a la astrobiología y a la interpretación de datos marcianos, este punto se ve como un factor a tener muy en cuenta. La explicación de por qué algunos instrumentos encuentran menos señales orgánicas de las esperadas podría estar relacionada, al menos en parte, con este procesado químico impulsado por la electricidad.
El estudio sugiere también que las descargas podrían jugar un papel en el ciclo del cloro en Marte, ayudando a mantener determinadas especies químicas activas en la atmósfera y en la superficie. Esto, a su vez, influye en la estabilidad de gases como el metano, cuya detección intermitente ha generado debate en los últimos años.
En conjunto, la electrificación atmosférica obliga a revisar algunos supuestos sobre cómo se preservan los compuestos orgánicos y qué condiciones son más favorables para que se mantengan señales de procesos biológicos pasados. Los laboratorios europeos ya están trabajando en modelos que integren estos nuevos factores para mejorar la interpretación de los datos de Perseverance y de otras misiones.
Riesgos y oportunidades para futuras misiones robóticas y humanas
La confirmación de actividad eléctrica en la atmósfera marciana tiene también una vertiente práctica: cómo afecta a las misiones presentes y futuras. Un chispazo de las magnitudes observadas no es, en principio, comparable con el impacto de un rayo terrestre sobre una estructura metálica, pero sí puede suponer un riesgo para componentes electrónicos sensibles o para determinados sensores expuestos.
En el pasado, se habían planteado hipótesis que relacionaban fallos de misiones soviéticas como Mars 3 con fenómenos eléctricos durante tormentas de polvo, aunque sin datos directos que lo corroborasen. Ahora, con registros claros de descargas triboeléctricas, cobra fuerza la idea de que la electrificación del entorno debe formar parte de los análisis de riesgo, junto con otros factores como la radiación, la temperatura extrema o la abrasión por polvo.
Para la industria espacial europea y española, que participa en misiones a Marte tanto a través de la Agencia Espacial Europea (ESA) como mediante colaboraciones con la NASA, este tipo de resultados es especialmente útil. Permite ajustar el diseño de instrumentación y sistemas de protección, desde las rutas de cableado y las tomas de tierra hasta los recubrimientos de determinadas superficies o la forma de gestionar las cargas acumuladas.
Mirando más adelante, cuando se planteen misiones tripuladas, habrá que considerar que el entorno marciano no es eléctricamente neutro. Los trajes de los astronautas, los hábitats y los vehículos presurizados deberán soportar descargas de baja energía pero potencialmente repetitivas, especialmente en zonas y estaciones donde los remolinos de polvo son frecuentes.
Al mismo tiempo, la constatación de que la atmósfera genera microdescargas abre la puerta a nuevas tecnologías de medición y de vigilancia. Sensores acústicos y electromagnéticos, inspirados en SuperCam pero adaptados a un uso más extendido, podrían convertirse en una herramienta estándar para monitorizar el entorno eléctrico local en las misiones europeas y conjuntas que se planifiquen para las próximas décadas.
La contribución de España y Europa al estudio de la electrificación marciana
El trabajo que ha permitido demostrar esta actividad eléctrica en la atmósfera de Marte tiene un marcado sello europeo y, en particular, español. En el equipo que firma el artículo de Nature participan centros como la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) y el Centro de Astrobiología (CAB, INTA-CSIC), además de instituciones francesas como el Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie.
Investigadores como Agustín Sánchez-Lavega y Germán Martínez han jugado un papel clave tanto en la interpretación de las señales acústicas y electromagnéticas como en la evaluación de las implicaciones atmosféricas y astrobiológicas. Su experiencia previa en dinámica de atmósferas planetarias y en procesos de electrificación en entornos polvorientos ha sido fundamental para conectar los datos brutos del micrófono con un modelo físico coherente.
En el contexto europeo, este resultado encaja con los objetivos científicos de programas como ExoMars, en los que la ESA y varias agencias nacionales, incluida la española, buscan comprender mejor la historia climática y geológica del planeta rojo. La electrificación del polvo se suma ahora a la lista de procesos que deberán incorporarse en los modelos que se utilizan para interpretar observaciones actuales y planificar exploraciones futuras.
Para la comunidad científica española, el éxito de este estudio refuerza la posición del país en el campo de la ciencia planetaria. La combinación de instrumentación desarrollada en colaboración internacional, capacidad de análisis de datos y aportaciones teóricas coloca a estos equipos en una buena situación para participar en los próximos pasos, que podrían incluir instrumentos dedicados a medir la actividad eléctrica in situ en distintos puntos del planeta.
En los próximos años, se prevé que nuevos rovers, orbitadores e incluso estaciones fijas incorporen sensores específicos para registrar campos eléctricos, descargas y variaciones asociadas al levantamiento de polvo. Esa información complementará lo que ya se sabe sobre temperatura, presión, composición de la atmósfera y circulación general, completando una imagen más realista del entorno marciano.
La detección directa de chispas triboeléctricas en Marte, a partir de los sonidos y señales recogidos por Perseverance, supone un paso importante en la comprensión del planeta rojo: confirma que su atmósfera es dinámicamente más activa y químicamente más compleja de lo que se creía, obliga a revisar modelos de clima y de preservación de moléculas orgánicas, y plantea nuevos desafíos —y oportunidades— para el diseño de misiones europeas y españolas que tendrán que desenvolverse en un entorno donde, además de polvo y viento, también hay electricidad en el aire.