Las tormentas de polvo en Marte han sido observadas utilizando telescopios terrestres desde el siglo XIX.Cuando el Mariner 9 en 1971 se convirtió en la primera nave espacial en orbitar otro planeta, ya observo tormentas de polvo en la superficie de Marte. Como curiosidad cada partícula es del tamaño de un grano de polvo de talco. Algunas de estas tormentas se acentúan y duran meses y otras solamente una semana, permanece en el misterio este comportamiento anómalo pero puede explicar la desaparición del agua en Marte.
Actualmente existen distintas misiones espaciales que observan Marte: Insight, ExoMars2016, MAVEN, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Science Laboratory-Curiosity, Mars Express, 2001 Mars Odyssey. Estas observaciones vienen a indicar que las tormentas de polvo marcianas suelen ser habituales, sobretodo durante la primavera y verano en el hemisferio sur, cuando Marte esta más cerca del Sol. Pero lo curioso es que de tanto en tanto suceden varias tormentas a la vez, cubriendo el planeta en una inmensa nube de polvo. Esta situación es bien conocida por el Opportunity cuando sus paneles solares quedaron completamente cubiertos de una fina capa de polvo del tamaño de un cabello humano y no puede cargar las baterías, entonces entra en modo de hibernación esperando que llegue una ráfaga de viento y se lleve el polvo acumulado.
Alguna de estas tormentas puede adquirir tamaños enormes, como el territorio de Norteamérica y Rusia juntos. Esta peculiaridad marciana es debida a que su atmósfera es muy tenue y por tanto con menor presión atmosférica, menos de una centésima parte de la terrestre y sobretodo a que la gravedad marciana es unas tres veces menor que la terrestre. Por esta razón el polvo puede subir a una gran altura, la baja gravedad no lo retiene en la superficie y la baja presión no evita que pueda elevarse. Hay que tener en cuenta que un viento de 160 km/h es como una brisa en la Tierra, dada la baja densidad atmosférica. En cambio en la Tierra, la estructura más densa y gruesa de la atmósfera terrestre junto con una mayor gravedad impide que las tormentas terrestres adquieran este carácter global marciano.
Estas tormentas planetarias de polvo suelen suceder cada tres o cuatro años marcianos y no se conoce exactamente cual es el proceso que las forma. Recientemente se ha añadido más misterio a estas tormentas con la observación de un nuevo fenómeno, las torres de polvo o nubes concentradas de polvo que ascienden muy alto.
Estas torres de polvo son nubes densas que ascienden mucho más alto que el polvo normal y acostumbran a formarse en mayor número durante las tormentas globales en la delgada atmósfera marciana. Estas torres empiezan en la superficie del planeta en una gran área donde se levanta polvo rápidamente y puede alcanzar una altura de 80 km. Precisamente esta peculiaridad de las torres de polvo de alcanzar una altura tan elevada, pueden ayudar a explicar la desaparición de agua en Marte.
Hace miles de millones de años Marte tenia ríos, lagos e incluso océanos, según los indicios de lo que podían haber sido antiguos ríos o costas. Actualmente el agua marciana se encuentra en forma de hielo debajo de su superficie, pero basándose en la cantidad de agua que presumiblemente tiene actualmente y la calculada que había tenido según las observaciones, Marte ha perdido más del 85% del agua inicial hacia el espacio. Esta pérdida equivale a una capa de 137 metros de agua distribuida por toda la superficie marciana. Pero como desapareció toda esta agua?
Precisamente la observación de las torres de polvo que se inician a partir del aire calentado por el Sol, que provoca fuertes gradientes térmicos, levanta el polvo marciano por convección, y en estas condiciones el vapor de agua es arrastrado hacia arriba junto la misma masa de aire que asciende con el polvo. Las observaciones sobre la atmósfera marciana indican que hay un incremento del vapor de agua en la atmósfera media (50-100 km) relacionada con las tormentas de polvo, que justificarían esta teoría.
Esta relación entre la convección, el transporte de polvo y vapor de agua hacia la alta atmósfera se confirma a partir de las siguientes gráficas donde se muestra en ppmv (partes por millón en volumen) la cantidad de nubes de agua y vapor de agua en la media atmósfera.
A medida que el vapor de agua asciende por la atmósfera la cantidad de radiación solar que recibe es mayor y finalmente esta radiación rompe la molécula de agua en sus componentes de Oxigeno y Hidrógeno. El hidrógeno es el elemento más ligero que existe y se escapa de la atmósfera marciana dado que su velocidad térmica es mayor que la velocidad de escape del planeta. De esta manera se explicaría porque el agua en Marte ha ido desapareciendo durante miles de millones de años.