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Cualquiera que alguna vez haya visto una nube noctilucente (Noctilucent Cloud o “NLC”, por su sigla en idioma inglés) estaría de acuerdo: parecen extraterrestres. Las ondas de color azul eléctrico y los pálidos mechones de NLCs que cruzan el cielo nocturno se parecen a algo de otro mundo.

Los investigadores dicen que esa no es una idea tan remota. Un componente clave para las misteriosas nubes proviene del espacio exterior.

“En las nubes noctilucentes, hemos detectado partículas de ‘humo de meteoros’ (el humo que dejan los meteoros al desintegrarse en la atmósfera)”, informa James Russell, de la Universidad Hampton. Russell es el investigador principal de la misión AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere, en idioma inglés, o Aeronomía del Hielo en la Mesósfera, en idioma español), de la NASA, que estudia el fenómeno. “Este descubrimiento avala la teoría que establece que el polvo de los meteoros es el agente que sirve de núcleo y es aquel alrededor del cual se forman las NLC”.

Un nuevo video de ScienceCast explica cómo el “humo de los meteoros” origina las nubes noctilucentes. Reproducir el video (en idioma inglés)

Las nubes noctilucentes son un misterio que data de fines del siglo XIX. Los observadores del cielo, en el Norte, las detectaron por primera vez en 1885, casi dos años después de la erupción del volcán Krakatoa. La ceniza del volcán de Indonesia provocó puestas de Sol tan espléndidas que la observación del cielo nocturno se convirtió en un pasatiempo en todo el mundo. Un observador en particular, un alemán de nombre T. W. Backhouse, a quien con frecuencia se le adjudica el descubrimiento de las NLC, notó algo raro. Él se quedó afuera de su casa durante más tiempo que la mayoría de las personas, lo suficiente como para que el crepúsculo se oscureciera por completo y, algunas noches, vio tenues filamentos que emanaban un color azul eléctrico, con el negro del cielo de fondo. Los científicos de esa época pensaron que era algún tipo de manifestación del polvo volcánico.

Finalmente, la ceniza del volcán Krakatoa se disipó y las puestas de Sol perdieron intensidad, pero extrañamente las nubes noctilucentes no desaparecieron. Todavía están presentes en la actualidad, con más intensidad que nunca. Los investigadores no están seguros de qué papel desempeñó la ceniza del Krakatoa en esas primeras observaciones. Pero hay una cosa que es clara: el polvo detrás de las nubes que vemos ahora es polvo espacial.

Mark Hervig, de la compañía GATS, Inc., dirigió el equipo que halló la conexión extraterrestre.

“Utilizando a SOFIE (Solar Occultation for Ice Experiment, en idioma inglés u Ocultamiento Solar para Experimentos con Hielo, en idioma español), de la misión AIM, descubrimos que aproximadamente el 3% de cada cristal de hielo en una nube noctilucente es meteorítico”, dice Hervig.

El sistema solar interno está plagado de meteoroides de todas las formas y tamaños (desde trozos de roca del tamaño de un asteroide hasta motas de polvo microscópico). Todos los días, la Tierra recoge toneladas del material, principalmente del de menor tamaño. Cuando los meteoroides golpean nuestra atmósfera y se queman, dejan detrás una bruma compuesta de pequeñas partículas suspendidas, a una altura de 70 a 100 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. No es coincidencia alguna que las NLC se formen a 83 kilómetros de altura, directamente dentro de la zona de humo de los meteoros.

Astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI, por su sigla en idioma español) tomaron esta fotografía de nubes noctilucentes cerca de la parte superior de la atmósfera de la Tierra, el 13 de julio de 2012. Imagen ampliada

Las motas de polvo de meteoros actúan como puntos de convergencia, donde las moléculas de agua se pueden ensamblar hasta convertirse en cristales de hielo. El proceso se denomina “nucleación”.

La nucleación tiene lugar todo el tiempo en la parte más baja de la atmósfera. En las nubes comunes, las motas de polvo que se encuentran en el aire e incluso los microbios vivientes pueden servir como sitios de nucleación. Pequeños cristales de hielo, gotas de agua y copos de nieve se acumulan alrededor de estas partículas y caen hacia la Tierra, siempre y cuando se tornen lo suficientemente pesados como para poder hacerlo.

Los agentes nucleantes son especialmente importantes en el reino etéreo de las NLC. Las nubes se forman en el límite del espacio donde la presión del aire es apenas más elevada que en el vacío. Las posibilidades de que dos moléculas de agua se encuentren son escasas, y de que se unan son más remotas todavía.

El humo de los meteoros ayuda a superar todos los pronósticos. Según los datos proporcionados por la misión AIM, los cristales de hielo pueden acumularse alrededor del polvo de los meteoros hasta alcanzar tamaños que van desde los 20 hasta los 70 nanómetros. A modo de comparación, las nubes cirro, en la parte inferior de la atmósfera, donde el agua es abundante, contienen cristales que son de 10 a 100 veces más grandes.

El pequeño tamaño de los cristales de hielo explica el color azul de las nubes. Las pequeñas partículas tienden a dispersar longitudes de onda corta de luz (azul) de manera más fuerte que las longitudes de onda larga (rojo). En consecuencia, cuando un rayo de luz de Sol golpea una NLC, el color azul es el que se dispersa hacia la Tierra.

El humo de los meteoros explica mucho sobre las NLC pero todavía falta develar un misterio clave: ¿Por qué las nubes se están tornando más brillantes y se están dispersando?

En el siglo XIX, las NLC estaban confinadas a los sitios en latitudes altas, como Canadá y Escandinavia. Sin embargo, más recientemente, han sido observadas en lugares ubicados tan al Sur como Colorado, Utah y Nebraska. Según Russell, la razón es el cambio climático. Uno de los gases de invernadero que se ha tornado más abundante en la atmósfera de la Tierra desde el siglo XIX es el metano. Proviene de basureros, de sistemas de gas natural y petróleo, de las actividades agrícolas y de las minas de carbón.

Resulta que el metano estimula a las NLC.

Un gráfico preparado por el profesor James Russell, de la Universidad Hampton, muestra cómo el metano, que es un gas de invernadero, incrementa la cantidad de agua en la parte superior de la atmósfera de la Tierra. Así, el agua se congela alrededor del “humo de los meteoros” y forma las nubes noctilucentes de hielo.

Russell explica: “Cuando el metano se encamina hacia la parte superior de la atmósfera es oxidado por una compleja serie de reacciones y forma vapor de agua. Este vapor de agua adicional queda disponible luego para formar cristales de hielo para las NLC”.

Si esta idea es correcta, las nubes noctilucentes son una especie de “canario en una mina de carbón” para uno de los gases de invernadero más importantes.

Y eso, dice Russell, es una razón fundamental para estudiarlas. “Las nubes noctilucentes podrían parecer de otro planeta pero nos están diciendo algo muy importante sobre nuestro propio planeta”.

http://ciencia.nasa.gov

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