Un estudio encuentra que el hielo protege el ozono marciano

Perfil vertical de ozono simulado por un modelo fotoquímico marciano unidimensional en tres escenarios: composición heterogénea (naranja punteado), fase gaseosa (rojo oscuro) y el hielo de agua (verde). Crédito: Mason et al., 2022.

El ozono se encuentra en pequeñas cantidades en la atmósfera de Marte. Es altamente reactivo y su abundancia indica otros compuestos químicos que actualmente no se miden, como el radical hidroxilo. En atmósferas planetarias que contienen una cantidad no despreciable de vapor de agua, como las atmósferas de la Tierra y Marte, el radical hidroxilo se produce por la división de las moléculas de vapor de agua por la luz solar (fotodisociación). El radical hidroxilo no solo destruye el ozono, sino que también cataliza la formación de más radicales hidroxilo. Como resultado, cuando el vapor de agua es abundante, el ozono no lo es. Sin embargo, cuando hay hielo de agua presente, el radical hidroxilo puede adherirse a él, volviéndolo temporalmente inerte y permitiendo que el ozono persista. Esta interacción entre dos compuestos de diferentes fases se denomina química heterogénea.

Para investigar la importancia de la química heterogénea en la abundancia de ozono en la atmósfera marciana, Megan Brown de Open University y sus colegas incluyeron la adsorción de radicales hidroxilo en hielo de agua en una simulación unidimensional de la atmósfera marciana. La simulación se extiende hasta 70 kilómetros (43 millas) desde la superficie marciana. Los perfiles verticales de ozono de la simulación con y sin química heterogénea se compararon con los perfiles de ozono observados desde el Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD) a bordo del ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). Brown y sus colegas encontraron que sin una química heterogénea, su modelo predice por debajo de lo esperado la cantidad de ozono presente en las regiones de la atmósfera que contienen nubes de hielo. Incluso incluyendo la química heterogénea, si el vapor de agua es abundante o las nubes de hielo se vaporizan, la cantidad de ozono no aumenta porque aumenta la concentración de radicales hidroxilo. Sin embargo, cuando el vapor de agua es bajo y hay nubes de hielo, la cantidad de ozono aumenta, con una mejora del 43-75 % con respecto al modelo sin química heterogénea. Una mejor comprensión del ozono proporciona información sobre las ventajas y limitaciones de las observaciones de ozono en atmósferas planetarias, incluyendo el posible futuro uso del ozono como firma biológica en atmósferas de exoplanetas. LEE MÁS