Las violentas tormentas de Júpiter pueden formar granizos fangosos de agua y amoníaco


Un nuevo estudio científico sugiere que durante las violentas tormentas de Júpiter, se forma granizo a partir de una mezcla enfriada de agua y gas de amonio, similar al proceso de las tormentas terrestres donde el granizo se forma en presencia de agua líquida super fría; El crecimiento de estos granizos jovianos crea una sustancia, similar a un fango, rodeada por una capa de hielo, y estos granizos jovianos caen, se evaporan y continúan hundiéndose más en la atmósfera profunda del gigante gaseoso.

La misión Juno de la NASA reveló que la atmósfera de Júpiter es mucho más compleja e intrigante de lo que se había anticipado.

Se demostró que la mayor parte de la atmósfera del planeta se había agotado, es decir, presentaba una escasez considerable de amoníaco.

Si bien se esperaba que el amoníaco estuviera mezclado, se detectó una variabilidad a gran escala del amoníaco al menos 100 km (62 millas) por debajo del nivel de las nubes donde se produce la condensación.

El Dr. Scott Bolton, investigador principal de Juno del Instituto de Investigación del Suroeste, el Dr. Tristan Guillot, co-investigador de Juno de la Université Côte d’Azur, y sus colegas proponen un nuevo mecanismo para explicar este agotamiento y variabilidad.

"Anteriormente, los científicos se dieron cuenta de que había pequeños agujeros donde faltaba amoníaco, pero nadie se dio cuenta de la profundidad de estos agujeros, o de que cubrían la mayor parte de Júpiter", dijo el Dr. Bolton.

"Estábamos luchando por explicar el agotamiento del amoníaco solo con la lluvia de agua y amoníaco, pero la lluvia no podía alcanzar la profundidad suficiente como para coincidir con las observaciones".

Los granizos jovianos se vuelven tan grandes que incluso las corrientes ascendentes no pueden contenerlas y caen más profundamente en la atmósfera, y se encuentran con temperaturas aún más cálidas, donde eventualmente se evaporan por completo.

"Su acción (granizos jovianos) arrastra el amoníaco y el agua a niveles profundos en la atmósfera del planeta", agregó el Dr. Guillot.


Este gráfico muestra el proceso evolutivo de "relámpagos poco profundos" y granizos fangosos de agua con amoníaco.

Una tormenta con forma de yunque se origina a unos 65 km (40 millas) por debajo de la capa de las nubes visibles de Júpiter. Impulsada por convección húmeda a base de agua, la nube genera fuertes corrientes ascendentes que mueven el agua líquida y las partículas de hielo de agua hacia arriba. Aproximadamente a 19 km (12 millas) de altura, las temperaturas son tan bajas que todas las partículas de agua se convierten en hielo. Aún ascendiendo, las partículas de hielo cruzan una región ubicada a unos 23 km (14 millas) por debajo de las nubes superiores, donde las temperaturas oscilan entre menos 85 grados Celsius (menos 121 grados Fahrenheit) y menos 100 grados Celsius (menos 150 grados Fahrenheit), representada como una capa de color verde. En ese momento, el vapor de amoníaco en la atmósfera actúa como un anticongelante, derritiendo los cristales de agua-hielo, transformándolos en gotas de amoníaco-agua líquidas que luego crecen y se juntan en una capa sólida de hielo para convertirse en granizos. Una vez que son lo suficientemente grandes, estos granizos fangosos caen y transportan amoníaco y agua a la atmósfera profunda de Júpiter, donde los granizos eventualmente se evaporan.

"Eso explica por qué no vemos mucho de ello (amoníaco) en estos lugares con el radiómetro de microondas de Juno".

"La combinación de estos dos resultados fue fundamental para resolver el misterio de la falta de amoníaco de Júpiter", dijo el Dr. Bolton.

"Al final resultó que, el amoníaco en realidad no falta; simplemente se transporta hacia abajo mientras está 'disfrazado', se esconde al mezclarse con agua".

Con esta teoría, la solución es muy simple y elegante: cuando el agua y el amoníaco están en estado líquido, son invisibles para nosotros, hasta que alcanzan una profundidad en la que se evaporan, y eso es bastante profundo.

Referencia del documento científico:
Tristan Guillot et al. Storms and the Depletion of Ammonia in Jupiter: I. Microphysics of ‘Mushballs.’ Journal of Geophysical Research: Planets, published online August 5, 2020; doi: 10.1029/2020JE006403

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