Marte (planeta): características, composición, órbita, movimiento
Marte es el cuarto planeta más distante al Sol y el último de los planetas rocosos interiores del sistema solar, junto con Mercurio, Venus y la Tierra. Fácilmente visible, Marte ha fascinado siempre a los observadores desde épocas prehistóricas por su color rojizo y por este motivo se le dio el nombre del dios romano de la guerra.
Otras civilizaciones antiguas también asociaron a este planeta con sus respectivos dioses de la guerra o con hechos fatídicos. Por ejemplo, los antiguos sumerios lo llamaron Nergal, y también aparece referido en textos mesopotámicos como la estrella del juicio a los muertos. Asimismo los astrónomos babilónicos, egipcios y chinos dejaron registros minuciosos de los movimientos de Marte.
Por su parte, los astrónomos mayas se interesaron por él, calculando su período sinódico (el tiempo que tarda en volver a encontrarse en un mismo punto del cielo respecto al Sol) con mucha exactitud y destacando el período retrógrado del planeta.
En 1610, Galileo fue el primero en observar a Marte mediante el telescopio. Con las mejoras de los instrumentos ópticos se sucedieron los descubrimientos, facilitados por el hecho de que, a diferencia de Venus, no hay una espesa capa de nubes que obstaculiza la visibilidad.
Así descubrieron el punto negro de Syrtis Major, una característica mancha en la superficie, las capas polares blancas, los famosos canales de Marte y algunos cambios periódicos en la coloración del planeta, que hicieron pensar a muchos en la posible existencia de vida en el planeta rojo, al menos de vegetación.
Sin embargo, la información proveniente de las sondas muestra que el planeta es desértico y tiene una atmósfera delgada. Hasta ahora no hay evidencia de vida en Marte.
Características generales de Marte
Marte es pequeño, apenas una décima parte de la masa de la Tierra, y aproximadamente la mitad del diámetro.
Su eje de rotación actualmente está inclinado unos 25º (el de la Tierra lo está en 23.6º). Por eso tiene estaciones, pero de distinta duración a la Tierra, porque su período orbital es de 1,88 años. Entonces las estaciones marcianas duran más o menos el doble de tiempo que las terrestres.
Esta inclinación no siempre fue la misma. Algunos modelos matemáticos de la órbita sugieren que en el pasado pudo haber variado sensiblemente, entre 11º y 49º, trayendo cambios notables en el clima.
En cuanto a las temperaturas, oscilan entre -140 ºC y 21 ºC. Es un tanto extremo, y la delgada atmósfera contribuye a ello.
Los llamativos casquetes polares de Marte son de CO2, así como el contenido de la atmósfera. La presión atmosférica es bastante baja, aproximadamente una centésima parte de la terrestre.
Pese al elevado contenido en CO2, el efecto invernadero en Marte es muchísimo menos marcado que en Venus.
Siendo desértica la superficie, las tormentas de arena son frecuentes en Marte. Un viajero no encontraría nada de agua líquida ni vegetación allí, solamente rocas y arena.
El distintivo color rojizo se debe a los abundantes óxidos de hierro y aunque hay agua en Marte, esta se encuentra en el subsuelo, bajo los casquetes polares.
Curiosamente, pese a que el hierro abunda superficialmente, los científicos aseguran que escasea en el interior, porque la densidad media de Marte es la menor entre los planetas rocosos: apenas 3900 kg/m3.
Dado que el hierro es el elemento pesado más abundante en el universo, la baja densidad significa escasez de hierro, especialmente tomando en cuenta la ausencia de un campo magnético propio.
Resumen de las principales características físicas del planeta
-Masa: 6.39 x 1023 kg
-Radio ecuatorial: 3.4 x 103 km
-Forma: ligeramente achatado.
-Distancia media al Sol: 228 millones de km.
–Inclinación de la órbita: 1.85º respecto al plano de la eclíptica.
-Temperatura: -63 ºC, promedio sobre la superficie.
-Gravedad: 3.7 m/s2
-Campo magnético propio: No.
-Atmósfera: delgada, mayoritariamente CO2.
-Densidad: 3940 kg/m3
-Satélites: 2
-Anillos: no tiene.
Las lunas de Marte
Los satélites naturales no abundan en los llamados planetas interiores, a diferencia de los planetas exteriores, que los cuentan por decenas. El planeta rojo tiene dos pequeñas lunas llamadas Phobos y Deimos, descubiertas por Asaph Hall en 1877.
Los nombres de los satélites marcianos se originan en la mitología griega: Phobos -miedo-, era hijo de Ares y Afrodita, mientras que Deimos – terror-, era su hermano gemelo y juntos acompañaban a su padre a la guerra.
Las lunas de Marte son muy pequeñas, mucho más que nuestra majestuosa Luna. Su forma irregular hace sospechar que son asteroides capturados por la gravedad del planeta, más aún si se considera que Marte está muy cerca del cinturón de asteroides.
El diámetro medio de Phobos es de apenas 28 km, mientras que el de Deimos es aún más menor: 12 km.
Ambos están en rotación síncrona con Marte, lo cual quiere decir que el período de rotación alrededor del planeta iguala al período de rotación alrededor de su propio eje. Por ello siempre muestran la misma cara a Marte.
Además Phobos es muy rápido, tanto así que sale y se pone un par de veces durante el día marciano, que dura casi igual al terrestre.
Las órbitas de los dos satélites son muy cercanas a Marte, y además inestables. Por ello se especula que en algún momento podrían estrellarse contra la superficie, sobre todo el rápido Phobos, con apenas 9377 km de distancia.
Movimiento de traslación
Marte orbita al Sol siguiendo una trayectoria elíptica cuyo período equivale a 1.9 años terrestres aproximadamente, o 687 días. Todas las órbitas de los planetas siguen las leyes de Kepler y por lo tanto tienen forma de elipse, aunque hay algunas más circulares que otras.
No es el caso de Marte, porque la elipse de su órbita es algo más acentuada que la terrestre o la de Venus.
De esta forma, hay momentos en que Marte se encuentra muy alejado del Sol, distancia llamada afelio, mientras que en otros está mucha más cerca: el perihelio. Esta circunstancia también contribuye a que Marte tenga un rango de temperaturas bastante amplio.
En el pasado remoto, la órbita de Marte debió ser mucho más circular de lo que es ahora, sin embargo la interacción gravitacional con los demás cuerpos del sistema solar produjo cambios.
Datos del movimiento de Marte
Los siguientes datos describen someramente el movimiento de Marte:
-Radio medio de la órbita: 2.28 x 108 km
–Inclinación de la órbita: 1.85º
-Excentricidad: 0.093
–Velocidad orbital media: 24.1 km/s
–Período de traslación: 687 días.
–Período de rotación: 24 horas, 37 minutos.
–Día solar: 24 horas, 39 minutos.
Cuándo y cómo observar a Marte
Marte es fácilmente identificable en el cielo nocturno por su color rojizo. Se distingue de las estrellas, ya que no parpadea o titila cuando es visto a simple vista.
Hay mucha información en la web para dar con los mejores momentos para observar a Marte, así como aplicaciones para teléfonos inteligentes que indican su posición, ya sea que se encuentre visible o no en determinado lugar.
Como el planeta rojo se encuentra fuera de la órbita de la Tierra, la mejor ocasión para verlo es cuando está en oposición al Sol. Los planetas cuya órbita es externa a la órbita terrestre reciben el nombre de planetas superiores y los que no son los planetas inferiores.
Mercurio y Venus son los planetas inferiores, más cercanos al Sol que la propia Tierra, mientras que los planetas superiores son todos los demás: Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Solamente los planetas superiores tienen oposición y conjunción con el Sol, mientras que los inferiores tienen dos tipos de conjunción.
Entonces, cuando Marte está en oposición al Sol visto desde la Tierra, significa que esta se interpone entre el planeta y el astro rey. Así es posible verlo más grande y alto en el cielo, visible a lo largo de la noche, mientras que la conjunción hace imposible la observación. Esto es válido para todos los planetas superiores.
Marte está en oposición al Sol cada 26 meses aproximadamente (2 años y 50 días). La última oposición de Marte tuvo lugar en julio del 2018; por lo tanto se espera que vuelva a ocurrir en octubre de 2020, cuando Marte atraviese la constelación de Piscis.
Marte a través del telescopio
Al telescopio, Marte luce como un disco rosado. Con buenas condiciones atmosféricas y dependiendo del equipo se pueden ver los casquetes polares y algunas regiones grisáceas cuya apariencia varía según la estación marciana.
No siempre el planeta muestra la misma cara a la Tierra, ni tampoco se ve del mismo tamaño, como se aprecia en el mosaico de fotografías tomadas por el telescopio espacial Hubble. La diferencia se debe a la excentricidad de la órbita marciana.
En 2003 Marte estuvo muy cerca de la Tierra, a 56 millones de kilómetros, mientras que en 2020 la distancia esperada es de 62 millones de kilómetros. El acercamiento de 2003 fue el mayor en 60.000 años.
En cuanto a los satélites de Marte, son demasiado pequeños como para verlos a simple vista o con binoculares. Se requiere un telescopio de tamaño razonable y esperar que ocurra una oposición para distinguirlos.
Aun así, el brillo del planeta no deja verlos, pero hay dispositivos que ocultan a Marte en el objetivo del instrumento, realzando las diminutas lunas.
Movimiento de rotación de Marte
El movimiento de rotación de Marte es semejante en duración al de la Tierra, y la inclinación del eje fue descubierta por William Herschel. Esto hace que Marte experimente estaciones al igual que la Tierra, solo que más prolongadas.
En el hemisferio norte de Marte los inviernos son más suaves y ocurren cuando el Sol está en perihelio, por lo tanto son menos fríos y más breves; en cambio los veranos ocurren en afelio y son más frescos. En el hemisferio sur ocurre al contrario; los cambios de clima allí son más extremos.
Sin embargo, la presencia de dióxido de carbono está provocando un leve pero sostenido aumento en la temperatura de Marte, según se desprende de los datos recogidos por las misiones de sondeo.
Cuando hace calor, parte del dióxido de carbono acumulado en los casquetes polares se evapora en forma de géiseres y pasa a la atmósfera. Pero en el polo contrario, el dióxido de carbono se congela y engrosa el casquete.
Puesto que Marte carece de un campo magnético propio que lo proteja, una parte del dióxido de carbono se dispersa al espacio. La misión espacial Mars Odyssey registró este extraordinario ciclo atmosférico.
Composición
Lo que se sabe acerca de la composición de Marte proviene de la espectrometría llevada a cabo por las sondas de exploración, así como el análisis de meteoritos marcianos que han logrado llegar a la Tierra.
Según la información suministrada por estas fuentes, los principales elementos en Marte son:
-Oxígeno y silicio son los más abundantes en la corteza, junto con hierro, magnesio, calcio, aluminio y potasio.
-Carbono, oxígeno y nitrógeno en la atmósfera.
– Otros elementos fueron detectados en menor proporción: titanio, cromo, azufre, fósforo, manganeso, sodio, cloro e hidrógeno.
Así que los elementos encontrados en Marte son los mismos que en la Tierra, pero no en la misma proporción. Por ejemplo, en el manto de Marte (ver más adelante el apartado dedicado a la estructura interna) hay mucho más hierro, potasio y fósforo que en su equivalente terrestre.
Por su parte el azufre está presente en el núcleo y la corteza de Marte en mayor proporción que en la Tierra.
Metano en Marte
El metano es un gas que suele ser el producto de la descomposición de la materia orgánica, por eso también se le conoce como el “gas de los pantanos”.
Se trata de un gas de efecto invernadero, pero los científicos lo buscan afanosamente en Marte, porque sería un buen indicio de que existió o aún existe vida en el desértico planeta.
La clase de vida que los científicos esperan encontrar no son hombrecitos verdes, sino bacterias por ejemplo. Se sabe que algunas especies de bacterias terrestres producen metano como parte de su metabolismo, y otras lo consumen.
El vehículo de exploración Curiosity de la NASA, llevó a cabo en 2019 una lectura inesperadamente elevada de metano en el cráter marciano Gale.
Sin embargo, no hay que precipitarse sacando conclusiones, ya que el metano también se puede producir a partir de reacciones químicas entre el agua y las rocas, es decir, procesos puramente químicos y geológicos.
Además, las mediciones no indican qué tan reciente es ese metano; no obstante, si hubo agua en Marte como todo parece indicar, también pudo haber vida y algunos científicos creen que todavía la hay debajo del permafrost, la capa de suelo congelada por siempre en las regiones circumpolares.
De ser cierto, quizá se encuentren microbios viviendo allí, por eso la NASA creó el vehículo explorador Curiosity, que tiene entre sus objetivos la búsqueda de vida. Y también un nuevo vehículo explorador que posiblemente sea lanzado en 2020, basado en el Curiosity y conocido hasta ahora como Mars 2020.
Estructura interna
Marte es un planeta rocoso, al igual que Mercurio, Venus y la Tierra. Por ello tiene una estructura diferenciada en:
–Núcleo, de unos 1794 km de radio, compuesto de hierro, níquel, azufre y quizá oxígeno. La parte más externa puede que esté parcialmente fundida.
–Manto, a base de silicatos.
–Corteza, entre 50 y 125 km de espesor, rica en basaltos y óxidos de hierro.
Geología
Los rovers son vehículos robots controlados desde la Tierra, gracias a los cuales se tiene invaluable información sobre la geología marciana.
Fundamentalmente se distinguen dos regiones, divididas por un enorme escalón:
- Tierras altas en el sur, con numerosos y antiguos cráteres de impacto.
- Suaves llanuras en el norte, con muy pocos cráteres.
Puesto que Marte tiene evidencia de vulcanismo, los astrónomos creen que los flujos de lava pudieron borrar las evidencias de los cráteres en el norte, o puede que en una época remota hubo allí una gran océano de agua líquida.
La abundancia de cráteres se utiliza como criterio para establecer tres períodos geológicos en Marte: noeico, hespérico y amazónico.
El período amazónico es el más reciente, caracterizado por menor presencia de cráteres pero con intenso vulcanismo. En el noeico en cambio, el más antiguo, pudo haber existido el extenso océano del norte.
El Monte Olimpo es el volcán más grande que se conoce hasta ahora en todo el sistema solar y se encuentra precisamente en Marte, cerca del ecuador. La evidencia indica que se formó durante el período amazónico, hace unos 100 millones de años.
Además de cráteres y volcanes, en Marte también abundan los cañones, las dunas, los campos de lava y antiguos cauces ya secos, por donde tal vez fluyó agua líquida en tiempos remotos.
Misiones a Marte
Marte ha sido la meta de numerosas misiones espaciales, algunas destinadas a orbitar el planeta y otras a aterrizar sobre su superficie. Gracias a ellas se tiene una gran cantidad de imágenes y datos para elaborar un panorama bastante preciso.
Mariner 4
Fue la cuarta sonda de la misión Mariner, lanzada por la NASA en 1964. A través de ella se obtuvieron las primeras fotografías de la superficie del planeta. También estaba equipada con magnetómetro y otros instrumentos, gracias a los cuales se determinó que el campo magnético de Marte es casi inexistente.
Soviet Mars
Este fue un programa de la antigua Unión Soviética que duró desde 1960 hasta 1973, a través del cual se lograron registros de la atmósfera marciana, detalles de la ionósfera, información acerca de gravedad, campo magnético y numerosas imágenes de la superficie del planeta.
Viking
El programa Viking de la NASA consistió en dos sondas: VIking I y Viking II diseñadas para aterrizar directamente sobre el planeta. Se lanzaron en 1975 con la misión de estudiar la geología y la geoquímica del planeta, además de fotografiar la superficie y buscar indicios de vida.
Tanto Viking I como Viking II llevaban sismógrafos a bordo, pero solamente Viking II pudo llevar a cabo ensayos exitosos, de los cuales se constató que la actividad sísmica de Marte es mucho menor que la de la Tierra.
En cuanto a las pruebas meteorológicas, se puso en evidencia que la atmósfera de Marte estaba compuesta fundamentalmente de dióxido de carbono.
Pathfinder
Fue lanzada en 1996 por la NASA en el marco del Proyecto Discovery. Disponía de un vehículo robótico construido con gasto mínimo, con el cual se pusieron a prueba nuevos diseños para esta clase de vehículos. Además consiguió llevar a cabo numerosos estudios geológicos del planeta y adquirir imágenes del mismo.
Mars Global Surveyor (MGS)
Fue un satélite que estuvo en órbita de Marte desde 1997 hasta 2006. Tenía a bordo un altímetro láser, con el cual se enviaban pulsos luminosos al planeta, que luego se reflejaban. Con esto se logró medir la altura de los accidentes geográficos, que junto a las imágenes tomadas por las cámaras del satélite permitió construir un mapa detallado de la superficie marciana.
Esta misión también trajo evidencia acerca de la presencia de agua en Marte, oculta bajo los casquetes polares. Los datos sugieren que en el pasado agua líquida fluyó por el planeta.
La sonda no encontró evidencia de efecto dinamo capaz de originar un campo magnético semejante al de la Tierra.
Mars Science Laboratory
Esta sonda espacial robótica, mejor conocida como Curiosity, fue lanzada en 2011 y llegó a la superficie de Marte en agosto de 2012. Es un vehículo explorador o rover cuya misión es investigar el clima, la geología y las posibles condiciones para una futura misión tripulada.
Mars Odyssey
Esta sonda fue lanzada por la NASA en 2001 para cartografiar la superficie del planeta y realizar estudios climatológicos. Gracias a sus datos se obtuvieron datos sobre el ciclo del dióxido de carbono descrito anteriormente. Las cámaras del Mars Odyssey enviaron imágenes del casquete polar sur, mostrando las marcas oscuras de la vaporización del compuesto.
Mars Express
Es una misión de la Agencia Espacial Europea lanzada en 2003 y hasta el momento se encuentra activa. Sus objetivos son estudiar el clima, la geología, la estructura, la atmósfera y la geoquímica de Marte, en particular la existencia pasada y presente de agua en el planeta.
Mars Exploration Rovers
Los vehículos exploradores robóticos Spirit y Opportunity fueron lanzados por la NASA en 2004 para aterrizar en lugares donde se sospechaba pudiera existir o haber existido agua. En principio sería una misión de tan solo 90 días, sin embargo los vehículos permanecieron en funcionamiento por más tiempo de lo esperado.
Opportunity dejó de transmitir en 2018 durante una tormenta global de arena, pero entre los resultados más destacados están haber encontrado más evidencia de agua en Marte y que el planeta en algún momento tuvo condiciones idóneas para albergar vida.
Mars Reconnaissance Orbiter
Este satélite se lanzó en 2005 y aún está operativo en la órbita del planeta. Su misión es estudiar el agua en Marte y si esta ha existido durante el tiempo suficiente como para que se desarrollara la vida en el planeta.