Identifican la molécula detrás de la desaparición del agua en Venus

Un nuevo mecanismo explica cómo el planeta perdió toda su agua, transformando un mundo otrora similar al nuestro en un árido paisaje infernal.

El nuevo estudio cubre un gran vacío en lo que los investigadores llaman «la historia del agua en Venus». Utilizando simulaciones por computadora, científicos de la Universidad de Colorado en Boulder (CU Boulder) descubrieron que los átomos de hidrógeno en la atmósfera del planeta se lanzan al espacio a través de un proceso conocido como «recombinación disociativa», lo que hace que Venus pierda aproximadamente el doble de agua cada día en comparación con estimaciones anteriores.

«El agua es realmente importante para la vida», dijo Eryn Cangi, científica investigadora en el Laboratorio de Física y Ciencias Atmosféricas Espaciales (LASP) y coautora del nuevo estudio publicado en Nature. «Necesitamos entender las condiciones que favorecen el agua líquida en el universo, y eso puede haber provocado el estado muy seco de Venus hoy».

Venus, agregó, está absolutamente desértico. Si tomáramos toda el agua de la Tierra y la esparciéramos sobre el planeta como mermelada en una tostada, obtendríamos una capa líquida de aproximadamente 3 kilómetros de profundidad. Si hiciéramos lo mismo en Venus, donde toda el agua está atrapada en el aire, solo tendríamos 3 centímetros, apenas suficiente para mojarse los dedos de los pies.

«Venus tiene 100.000 veces menos agua que la Tierra, aunque básicamente es del mismo tamaño y masa», explicó Michael Chaffin, coautor del estudio y científico investigador en LASP.

HCO+, la molécula responsable

Los autores del estudio utilizaron modelos computacionales para entender Venus como un gigantesco laboratorio de química, centrándose en las diversas reacciones que ocurren en la atmósfera turbulenta del planeta. En base a esto, identificaron que una molécula llamada HCO+ (un ion compuesto por un átomo cada uno de hidrógeno, carbono y oxígeno) en lo alto de la atmósfera puede ser la responsable de la pérdida de agua del planeta.

Los hallazgos revelan nuevas pistas sobre por qué Venus, que probablemente una vez se veía casi idéntico a la Tierra, es hoy prácticamente irreconocible.

«Estamos tratando de entender qué pequeños cambios ocurrieron en cada planeta para llevarlos a estos estados tan diferentes», dijo Cangi, quien obtuvo su doctorado en ciencias astrofísicas y planetarias en CU Boulder en 2023.

Derramando el agua

Venus no siempre fue un ardiente páramo. Los científicos sospechan que hace miles de millones de años, durante su formación, este mundo recibió aproximadamente la misma cantidad de agua que la Tierra. En algún momento, ocurrió una catástrofe. Nubes de dióxido de carbono en la atmósfera de Venus desencadenaron el efecto invernadero más potente del sistema solar, elevando eventualmente las temperaturas en la superficie a unos abrasadores 480 grados Celsius. En el proceso, toda el agua de Venus se evaporó en vapor, y la mayor parte se dispersó en el espacio.

Pero esa evaporación antigua no puede explicar por qué nuestro vecino está tan seco como lo está hoy, o cómo continúa perdiendo agua al espacio.

«Como analogía, digamos que cuando vacío el agua de mi botella, siempre queda alguna gota en el fondo», dijo Chaffin.

En Venus, empero, casi todas esas gotas restantes también desaparecieron. El culpable, según el nuevo trabajo, es el escurridizo HCO+.

Misiones a Venus

Chaffin y Cangi explicaron que en las atmósferas superiores planetarias, el agua se mezcla con dióxido de carbono para formar esta molécula. En investigaciones anteriores, los investigadores informaron que el HCO+ puede ser responsable de que Marte pierda una gran parte de su agua.

Así es como funciona en Venus: el HCO+ se produce constantemente en la atmósfera, pero los iones individuales no sobreviven mucho tiempo. Los electrones en la atmósfera encuentran estos iones y se recombinan para dividir los iones en dos. En el proceso, los átomos de hidrógeno se alejan a toda velocidad y pueden incluso escapar al espacio por completo, privando a Venus de uno de los dos componentes del agua.

En el nuevo estudio, el grupo calculó que la única forma de explicar el estado seco de Venus era si el planeta albergaba volúmenes de HCO+ más grandes de lo esperado en su atmósfera. Pero hay un giro argumental en los hallazgos del equipo: hasta ahora nunca se ha observado HCO+ alrededor de Venus. Chaffin y Cangi sugieren que esto se debe a que nunca se han tenido los instrumentos para mirar adecuadamente.

Aunque docenas de misiones han visitado Marte en las últimas décadas, muchas menos naves espaciales han viajado al segundo planeta desde el Sol. Y ninguna ha llevado instrumentos capaces de detectar el HCO+ que impulsa la nueva ruta de escape descubierta por el equipo de CU Boulder.

«Una de las conclusiones sorprendentes de este trabajo es que el HCO+ debería ser en realidad uno de los iones más abundantes en la atmósfera de Venus», señaló Chaffin.

En los últimos años, sin embargo, un número creciente de científicos han centrado su atención en Venus. Por ejemplo, la misión DAVINCI (Investigación de Venus en Profundidad de Gases Nobles, Química e Imágenes) de la NASA, programada para lanzarse a fines de la década, dejará caer una sonda a través de la atmósfera del planeta hasta la superficie. DAVINCI tampoco podrá detectar HCO+, pero los investigadores tienen la esperanza de que una misión futura pueda hacerlo, revelando otra pieza clave de la historia del agua en Venus.

«No ha habido muchas misiones a Venus. Pero las misiones recién planeadas aprovecharán décadas de experiencia colectiva y un creciente interés en Venus para explorar los extremos de las atmósferas planetarias, la evolución y la habitabilidad», concluyó Cangi.

Fuente: CU Boulder. Edición: MP.