Por Qué Mercurio No Es El Planeta Más Caliente Del Sistema Solar

En el gran esquema del Sistema Solar, la fuente principal de energía es el Sol. Si bien la radiactividad y la contracción gravitacional podrían suministrar una cantidad sustancial de energía a los núcleos de planetas masivos, la luz y el calor emitidos por nuestra estrella madre son abrumadoramente responsables de la temperatura de la superficie de un planeta. Para una excelente aproximación, el Sol mantiene no solo a la Tierra, sino a todos los planetas a una temperatura muy superior a la que estarían sin ella: solo unos pocos Kelvin. (Sin una fuente de calor externa, la mayoría de las temperaturas planetarias se equilibrarían a -270 °C / -455 °F.) Durante el día, los planetas absorben energía del Sol, pero durante el día y la noche, irradian energía de regreso al espacio. Esta es la razón por la que las temperaturas se calientan durante el día y se enfrían durante la noche, algo que es prácticamente cierto para todos los planetas que tienen un lado diurno y otro nocturno. También esperamos estaciones, tiempos fríos y cálidos, basados tanto en cuán elíptica es la órbita de un planeta como en su inclinación axial.

Pero si los diversos parámetros orbitales de un planeta fueran lo único que determinara la temperatura, entonces el planeta más cercano al Sol sería inevitablemente el más caliente, y todos se enfriarían progresivamente a medida que nos alejáramos más y más. Tal vez un gigante gaseoso que fuera lo suficientemente grande como para generar una fracción significativa de su propio calor cambiaría ese orden (si Júpiter y Neptuno fueran intercambiados, este podría ser el caso), pero en general esperaríamos que la temperatura de un planeta disminuyera en proporción a su distancia del Sol. Podemos comprobar esta expectativa comenzando en el planeta más interior y trabajando hacia el exterior.

Mercurio está caliente. Si estamos siendo cuantitativos, ¡en realidad es extremadamente caliente! Como el planeta más cercano al Sol, completa una órbita en solo 88 días Terrestres, alcanzando una temperatura máxima durante el día de la friolera de 700 Kelvin (427 °C / 800 °F) en sus ubicaciones ecuatoriales más calientes. El mercurio gira muy lentamente, por lo que su lado nocturno pasa un largo tiempo consecutivo en la oscuridad, protegido del Sol; durante esos momentos, se reduce a solo 100 Kelvin (-173 °C / -280 °F). Esa baja temperatura es increíblemente fría, y mucho más fría que cualquier temperatura natural conocida aquí en la Tierra. Esa es la historia del planeta más cercano al Sol: Mercurio.

¿Y la próxima salida: Venus?

Venus está aproximadamente dos veces más lejos del Sol, en promedio, que Mercurio, tardando unos 225 días Terrestres en orbitar el Sol. También gira incluso más lento que Mercurio, pasando más de 100 días Terrestres consecutivos a la vez bañados por la luz solar y luego una cantidad igual de tiempo en la oscuridad. Y sin embargo, cuando se mide la temperatura de Venus, hay una sorpresa: Venus tiene la misma temperatura en todo momento, de día o de noche, a un promedio de 735 Kelvin (462 °C / 863 °F), ¡lo que lo hace aún más caliente que Mercurio!

Este extraño suceso hizo algo más que confundir a los astrónomos cuando lo descubrieron por primera vez; ¡los mortificó! Venus no era lo suficientemente grande como para generar su propio calor, y sin embargo, hacía más calor a medianoche venusiana que al mediodía mercuriano. Esta fue una observación que pedía a gritos una explicación, y así comenzamos a contrastar los dos planetas más internos.

Comparando estos dos mundos, hay cuatro diferencias muy marcadas:

1. Mercurio es mucho más pequeño que Venus,
2. Mercurio está aproximadamente dos veces más cerca del Sol que Venus,
3. Mercurio es mucho menos reflectante que Venus, y
4. Mercurio no tiene atmósfera, mientras que Venus tiene una atmósfera muy gruesa.

En cuanto a la absorción y radiación de calor, resulta que el tamaño no importa mucho. Los planetas absorben la luz solar en función de su área de superficie de sección transversal, proporcional a su radio cuadrado, y la irradian en la misma proporción exacta. Si Mercurio fuera el doble de su tamaño o Venus fuera la mitad de su tamaño, ninguno de los dos tendría un cambio de temperatura apreciable. Esta diferencia es completamente irrelevante.

El hecho de que Venus esté casi el doble de lejos del Sol, sin embargo, es muy importante. Cualquier objeto que esté dos veces más lejos del Sol recibe solo una cuarta parte de la cantidad de energía solar por unidad de área, lo que significa que Mercurio debería recibir aproximadamente cuatro veces más energía en cada parte de su superficie que Venus. A medida que la luz del Sol se extiende por el espacio, un mundo más distante intercepta cada vez menos energía. Esta es la gran ventaja de Mercurio, que encuentra casi cuatro veces el flujo por metro cuadrado en comparación con Venus. Y, sin embargo, Venus todavía está más caliente, lo que nos dice que algo más importante debe estar sucediendo con uno de los otros dos puntos.

Lo reflectante o absorbente que resulta ser un objeto se conoce como albedo, que proviene de la palabra latina albus, que significa blanco. Un objeto con un albedo (Albedo Bond, para los geofísicos) de 0 es un absorbedor perfecto, mientras que un objeto con un albedo de 1 es un reflector perfecto. En realidad, todos los objetos físicos tienen un albedo entre 0 y 1. La Luna, por ejemplo, parece tener un albedo bastante alto para nuestros ojos, con una apariencia blanca tanto de día como de noche.

¡No dejes que la apariencia blanca de la Luna te engañe! El albedo promedio de la Luna es de solo 0,12, lo que significa que solo el 12% de la luz que la golpea se refleja, mientras que el 88% restante se absorbe. Cuanto más bajo es el albedo de un objeto, mejor es para absorber la luz, lo que significa que cuanto más alto es el albedo, menos luz solar se absorbe realmente. Mercurio resulta ser similar a la Luna en 0,119, mientras que el albedo de Venus es, con mucho, el más alto de todos los cuerpos planetarios del Sistema Solar en 0,90. Así que no solo Mercurio recibe cuatro veces más energía por unidad de área, ¡absorbe casi nueve veces más luz solar que Venus!

Sin embargo, si viera dos imágenes de cerca de los tránsitos recientes de Mercurio (el mes pasado) y Venus (en 2012), notaría que el Sol parece «curvarse» alrededor de Venus, mientras que no hay tal efecto en Mercurio. Esto se debe a la cuarta y más importante diferencia entre los dos mundos: Mercurio no tiene atmósfera, mientras que Venus tiene una muy gruesa.

Como ven, Mercurio y Venus no solo absorben la luz del Sol; cada planeta re-irradia esa energía como calor de vuelta al espacio. Para el mercurio sin aire, todo ese calor regresa inmediatamente al espacio. Pero en Venus, la historia es diferente. Cada cantidad de radiación infrarroja, el calor re-irradiado, tiene que atravesar esa atmósfera espesa, espesa, lo cual es difícil.

Venus no solo posee una atmósfera mucho más gruesa que la de la Tierra, cargada con enormes cantidades de gases absorbentes por infrarrojos como dióxido de carbono, sino que está envuelta en capas terriblemente gruesas de nubes altamente reflectantes. Esta neblina de ácido sulfúrico, que se extiende por más de 20 km de espesor, rodea el planeta a velocidades de 210 a 370 km/h, atrapando la gran mayoría del calor irradiado y transfiriéndolo a todo el planeta. Las largas noches no proporcionan escape del calor, ya que los efectos de atrapamiento y termalización de las capas de nubes mantienen la superficie de Venus a una temperatura inhóspita alta, tanto que si sumara el tiempo operativo de cada módulo de aterrizaje que alguna vez tocó tierra en la superficie de Venus, ni siquiera sumaría medio día Terrestre.

Pero en las cantidades adecuadas, la captura de calor atmosférico puede ser lo mejor que le ha pasado a un mundo. Si no fuera por la atmósfera de la Tierra, la temperatura media en nuestro planeta sería de unos insignificantes 255 Kelvin (-18 °C / -1 °F), o aproximadamente la temperatura del continente antártico. El efecto de manta de las nubes y los gases atmosféricos eleva el clima de nuestro planeta a la zona templada donde la vida tal como la conocemos ha prosperado durante tanto tiempo. Sin embargo, al principio de la historia del Sistema Solar, con un Sol más frío y una atmósfera mucho más delgada, Venus era probablemente similar en temperatura a la actual de la Tierra. Probablemente tenía el mismo potencial para la vida y los procesos biológicos, pero una catástrofe fuera de control creó el infierno permanente que ha habitado nuestro mundo hermano durante miles de millones de años.

Si bien la Tierra no corre el riesgo de correr el mismo destino, Venus se erige como el mundo más caliente de nuestro Sistema Solar y una historia de advertencia de un efecto invernadero fuera de control. A medida que comprendemos mejor los procesos que impulsan el clima y la temperatura de la Tierra, es nuestra responsabilidad dirigir nuestro planeta en la dirección correcta. El vínculo entre el Sol, la atmósfera y el destino del planeta está escrito en todo el mundo de nuestro Sistema Solar. Depende de la humanidad aprender esas lecciones y decidir lo que haremos a continuación.