La misión Venus Express de la ESA ha descubierto un aumento inesperado de la abundancia de dos variantes de moléculas de agua (H2O y HDO) y de su relación HDO/H2O en la mesosfera del planeta.
Este fenómeno, revelado en observaciones con el instrumento SOIR (Solar Occultation in the Infrared), pone en entredicho nuestra comprensión de la historia hídrica de Venus y de la posibilidad de que alguna vez fuera habitable.
Actualmente, Venus es un planeta seco y hostil. Tiene presiones casi 100 veces superiores a las de la Tierra y temperaturas de unos 460 °C. Su atmósfera, cubierta por densas nubes de ácido sulfúrico y gotitas de agua, es extremadamente seca. La mayor parte del agua se encuentra debajo y dentro de estas capas de nubes. Sin embargo, es posible que Venus haya albergado en el pasado tanta agua como la Tierra.
“A Venus se le suele llamar el gemelo de la Tierra debido a su tamaño similar”, señala en un comunicado Hiroki Karyu, investigador de la Universidad de Tohoku. “A pesar de las similitudes entre los dos planetas, ha evolucionado de forma diferente. A diferencia de la Tierra, Venus tiene condiciones superficiales extremas”.
El estudio de la abundancia de H2O y su homólogo deuterado HDO (isótopo) revela información sobre la historia del agua en Venus. Se acepta generalmente que Venus y la Tierra tenían inicialmente una relación HDO/H2O similar. Sin embargo, la relación observada en la atmósfera de Venus (por debajo de los 70 km) es 120 veces mayor, lo que indica un enriquecimiento significativo de deuterio a lo largo del tiempo.
Este enriquecimiento se debe principalmente a la radiación solar que descompone los isótopologos (moléculas que difieren sólo en su composición isotópica) del agua en la atmósfera superior, produciendo átomos de hidrógeno (H) y deuterio (D). Dado que los átomos de H escapan al espacio con mayor facilidad debido a su menor masa, la relación HDO/H2O aumenta gradualmente.
Para determinar la cantidad de H y D que se escapan al espacio, es crucial medir las cantidades de isotopólogos del agua en alturas donde la luz solar puede descomponerlos, lo que ocurre por encima de las nubes a altitudes superiores a unos 70 km.
El estudio, publicado ahora en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), encontró dos resultados sorprendentes: las concentraciones de H2O y HDO aumentan con la altitud entre 70 y 110 km, y la relación HDO/H2O aumenta significativamente en un orden de magnitud en este rango, alcanzando niveles más de 1.500 veces superiores a los de los océanos de la Tierra.
Un mecanismo propuesto para explicar estos hallazgos implica el comportamiento de los aerosoles de ácido sulfúrico hidratado (H2SO4). Estos aerosoles se forman justo por encima de las nubes, donde las temperaturas caen por debajo del punto de rocío del agua sulfurada, lo que lleva a la formación de aerosoles enriquecidos con deuterio.
Estas partículas se elevan a altitudes mayores, donde el aumento de las temperaturas hace que se evaporen, liberando una fracción más significativa de HDO en comparación con H2O. El vapor es luego transportado hacia abajo, reiniciando el ciclo.
El estudio enfatiza dos puntos clave. Primero, las variaciones en la altitud juegan un papel crucial en la localización de los reservorios de D y H. Segundo, el aumento de la relación HDO/H2O finalmente aumenta la liberación de deuterio, impactando la evolución a largo plazo de la relación D/H. Estos hallazgos alientan la incorporación de procesos dependientes de la altitud en los modelos para hacer predicciones precisas sobre la evolución de D/H.
Comprender la evolución de la habitabilidad de Venus y la historia del agua nos ayudará a entender los factores que hacen que un planeta se vuelva habitable, de modo que sepamos cómo evitar que la Tierra siga los pasos de su gemelo, revelan los autores.
