miércoles, 26 de junio de 2013

Marte: todo lo que tienes que saber del planeta rojo. Parte 4ª: El agua en Marte

 Último capítulo de la serie: Marte: todo lo que tienes que saber del planeta rojo

Capítulos anteriores:
Marte: todo lo que tienes que saber del planeta rojo. Parte 1ª: Características y observación.
Marte: todo lo que tienes que saber del planeta rojo. Parte 2ª: Atmósfera marciana.
Marte: todo lo que tienes que saber del planeta rojo. Parte 3ª: geología marciana.

 

Agua en Marte


Para la astrobiología, la cuestión más importante es saber si Marte alberga agua líquida. El planeta no posee una atmósfera gruesa (la presión superficial es inferior al 1% de la que impera al nivel del mar en la Tierra). Aunque se compone casi en su totalidad de dióxido de carbono, una capa atmosférica tan fina sólo aporta un efecto invernadero deplorable, de ahí que en Marte haga mucho frío. Un mediodía de verano en el ecuador, el suelo se acerca a una temperatura agradable bajo los rayos del Sol, pero la mayoría del planeta se mantiene por debajo de los 0ºC durante buena parte del año. Y en los casquetes polares se pueden alcanzar los -140ºC. Estas condiciones de presión y temperatura impiden que en la superficie de Marte pueda existir agua líquida. El hielo que se derrite bajo la influencia solar, se convierte directamente en vapor, sin fluir primero en estado líquido. Por ello, el Sol evaporó hace mucho tiempo cualquier hielo expuesto al aire cerca del ecuador, y el único agua que se observa en la superficie está cerca de lo polos.

Pero las perspectivas de un Marte húmedo en el pasado son muy prometedoras.


Redes hidrográficas


Algunas de las redes de valles visibles en Marte son muy parecidas a las que se observan en la Tierra. Éstas están provocadas por la acción erosiva de los ríos.

Desde su descubrimiento a principios de los años 70, en algunas fotografías de la sonda Mariner 9, se ha especulado mucho sobre su origen. No se puede descartar que hace miles de millones de años hubiera ríos, o al menos torrentes estacionales, con capacidad para erosionar el sustrato rocoso y dar lugar a la aparición de redes de canales tributarios que tanto recuerdan a las de la Tierra.

Agua subterránea


A pesar de que el agua líquida no es estable en la superficie actual de Marte, se cree que a algunos centenares de metros de profundidad, las condiciones de presión y temperatura pueden permitir la existencia y conservación de lagos y ríos subterráneos.

Bajo determinadas condiciones, podrían aflorar a la superficie formando torrentes de corta duración, incluso en la actualidad. Intentar encontrar estos acuíferos subterráneos es una de las misiones principales de la ESA.






Hielo subterráneo

Hielo en un cráter marciano capturado por la HIRISE

La existencia de sedimentos fluidificados alrededor de los cráteres de más de 5 kilómetros de diámetro, sugiere que por debajo de la superficie de Marte puede haber agua líquida, o bien, hielo que se fundió como consecuencia del impacto. Además, los estudios de los ambientes sedimentarios de las latitudes más próximas a los polos, basados en el análisis de imágenes de alta resolución de la superficie en diferentes épocas del año marciano, han proporcionado evidencias de la existencia de hielo muy próximo a la superficie, quizás a tan sólo unos pocos metros.

En la Tierra, este hielo subterráneo se conoce como permafrost y es común en las regiones árticas y frías de nuestro planeta.



Permafrost en Marte y en la Tierra

Casquetes polares


Como la Tierra, Marte tiene dos casquetes polares, cuyo tamaño varía siguiendo el ciclo estacional.

Los hielos del polo norte son fundamentalmente de agua, mientras que los del polo sur parecen estar formados por una mezcla de agua y de dióxido de carbono. Durante el invierno marciano, ambos polos quedan recubiertos por una capa de dióxido de carbono congelado, que aumenta mucho su extensión. En verano, el dióxido de carbono sublima (pasa directamente a vapor), contribuyendo a aumentar ligeramente la presión atmosférica global del planeta.

El aumento local es, de hecho, muy importante, ya que es una de las causas de las grandes tormentas de polvo.



Géiseres en el Polo Sur


Durante 1998-1999, el sistema orbital Mars Global Surveyor de la NASA detectó manchas oscuras en las dunas de la capa de hielo del polo sur, entre las latitudes 60°- 80°. La peculiaridad de estas manchas, es que el 70% de ellas recurre anualmente en el mismo lugar del año marciano anterior. Las manchas de las dunas aparecen al principio de cada primavera y desaparecen al principio de cada invierno. La NASA ha concluido que las manchas son producto de erupciones frías de géiseres, los cuales son alimentados no por energía geotérmica sino por energía solar. Científicos de la NASA explican que la luz del Sol calienta el interior del hielo polar y lo sublima a una profundidad máxima de 1 metro, creando una red de túneles horizontales con gas de dióxido de carbono (CO2) bajo presión. Eventualmente, el gas escapa por una fisura y acarrea consigo partículas de arena basáltica a la superficie.



Canales de drenaje

Los canales de drenaje marcianos tienen unas dimensiones asombrosas. Son mucho más anchos que cualquier río de la Tierra, con decenas de kilómetros de anchura, y cientos y hasta miles de kilómetros de largo. Discurren desde las zonas montañosas hacia el hemisferio norte del planeta. Al igual que los sistemas de valles, estos canales emergen sencillamente del suelo. En su nacimiento hay áreas extensas de terreno caótico, del tamaño aproximado de Suiza, como si la superficie se hubiera desmoronado sobre sí misma. Muchos de estos canales de desbordamiento nacen en regiones activas, como los inmensos complejos volcánicos del domo de Tharsis, y se cree que fueron episodios geotermales los que liberaron de repente estas crecidas impresionantes. Puede que gran parte del agua de Marte estuviera almacenada en la corteza, atrapada en una capa subterránea de permafrost. Esta envoltura de hielo habría dejado atrapada agua líquida debajo de ella que tal vez ejerciera una gran presión hasta que una erupción volcánica produjo una ruptura y liberó un torrente de agua fluida. Una vez en la superficie, el dióxido de carbono disuelto escaparía al instante debido a la bajada de presión, lo que provocaría una cascada en chorro parecida a la que se produce al descorchar una botella de champán.

Otro mecanismo activador de este chorro de agua, podría haber sido un impacto sobre la superficie que dejara al descubierto estas enormes cantidades de líquido.





El pasado húmedo del planeta rojo


Credito: Kevin Gill
Hay un gran debate respecto a la historia pasada de Marte. Para unos, Marte albergó en un pasado grandes cantidades de agua y tuvo un clima cálido, con una atmósfera mucho más densa, el agua fluyendo por la superficie y excavando los grandes canales que surcan su superficie.

La orografía de Marte presenta un hemisferio norte que es una gran depresión y donde los partidarios de Marte húmedo sitúan al Oceanus Borealis, un mar cuyo tamaño sería similar al Mar Mediterráneo.

El agua de la atmósfera marciana posee cinco veces más deuterio que en la Tierra. Esta anomalía, también registrada en Venus, se interpreta como que los dos planetas tenían mucha agua en el pasado pero que acabaron perdiéndola.

Los recientes descubrimientos del robot de la NASA Opportunity, avalan la hipótesis de un pasado húmedo.

A finales de 2005 surgió la polémica sobre las interpretaciones dadas a determinadas formaciones de rocas que exigían la presencia de agua, proponiéndose una explicación alternativa que rebajaba la necesidad de agua a cantidades mucho menores y reducía el gran mar o lago ecuatorial a una simple charca donde nunca había existido más de un palmo de agua salada. Algunos científicos han criticado el hecho de que la NASA sólo investiga en una dirección buscando evidencias de un Marte húmedo y descartando las demás hipótesis.

Así pues tendríamos en Marte tres eras. Durante los primeros 1.000 millones de años un Marte calentado por una atmósfera que contenía gases de efecto invernadero suficientes como para que el agua fluyese por la superficie y se formaran arcillas, la era Noeica, que sería el anciano reducto de un Marte húmedo y capaz de albergar vida. La segunda era duró de los 3.800 a los 3.500 millones de años y en ella ocurrió el cambio climático. Y la era más reciente y larga que dura casi toda la historia del planeta y que se extiende de los 3.500 millones de años a la actualidad con un Marte tal como lo conocemos hoy, frío y seco.

En resumen, el paradigma de un Marte húmedo que explicaría los accidentes orográficos del planeta está dejando paso al paradigma de un Marte seco y frío donde el agua ha tenido una importancia mucho más limitada.


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Marte: todo lo que tienes que saber del planeta rojo. Parte 1ª: Características y observación.

Marte: todo lo que tienes que saber del planeta rojo. Parte 2ª: Atmósfera marciana.

Marte: todo lo que tienes que saber del planeta rojo. Parte 3ª: geología marciana.




Bibliografía:


 http://es.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Schiaparelli

http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2003/09jul_marsdust/

http://multimedia.lacaixa.es/lacaixa/ondemand/obrasocial/pdf/exposicionesitinerantes/martetierra_dosier_es.pdf

http://www.astrofisicayfisica.com/search/label/Marte

https://en.wikipedia.org/wiki/Mars#Hydrology

https://es.wikipedia.org/wiki/Vulcanismo_en_Marte

http://www.iac.es/cosmoeduca/sistemasolar/anexos/atmosfera.htm

http://www.astrofisicayfisica.com/2013/01/imagenes-de-un-marte-vivo.html

http://www.investigacionyciencia.es/investigacion-y-ciencia/numeros/2012/6/tuvo-marte-un-ocano-en-el-pasado-8663

4 comentarios:

  1. interesante entrada y excelente blog,cada día que pasa se obtienen más evidencias de que el agua en estado líquido permaneció muy poco tiempo sobre la superficie de Marte si es que realidad estuvo lo cual desecharía la hipótesis de poder encontrar restos fosilizados de vida en las rocas que examinan Curiosity y Opportunity y solo se fotografiaran rocas que se asemejan a formas vivientes(pareidolia) llama la atención de que hasta los momentos Curiosity no haya detectado materia orgánica lo que implica que la existencia de vida actual sobre la superficie es nula y si hay vida en Marte estaría enterrada a varios metros de profundidad en acuiferos subterraneos a salvo de la radiación ultravioleta del sol,hay un enigma en Marte y es el metano que todavía no se sabe con precision su origen el cual presenta ciclos que varían con las estaciones lo que señalaría un origen no geológico el robot Curiosity está capacitado para detectar metano y diferenciar su origen en base a la clase de isótopo de carbon que lo constituye pero hasta los momentos no lo ha detectado en la zona del crater Gale donde se encuentra actualmente y por lo visto tampoco lo hará en el futuro inmediato por lo que el origen del metano de Marte seguirá como un enigma hasta que una sonda en orbita del planeta resuelava el misterio esperemos que la India logre poner en órbita de Marte la nave que tiene planeada lanzar en Noviembre de este año ya que llevará un sensor de metano que podría dar respuesta al enigma antes que la Nasa.

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    1. Las variaciones de metano sí que pueden explicarse en parte con las glaciaciones. Al variar la temperatura del planeta rojo,parte de los gases atrapados en sus casquetes pueden liberarse hasta la atmósfera. Lo que debemos averiguar es qué pocentaje pertenece a este fenómeno y averiguar el origen del resto del metano.

      Un saludo!

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  2. Sería interesante que continuaras esta excelente serie con la historia de las interpretaciones y teorías que se postulaban antes de la tecnología que nos permitió ver de cerca al planeta rojo. Un enlace con las hipótesis de Schiaparelli y las conclusiones apresuradas que sacó después Lowell. También sería interesante la influencia histórica y psicológica de Marte en la sociedad, tal como lo evidenció La Guerra de los Mundos (tanto la novela, como las bromas décadas después). Excelente blog, mi favorito en cuanto a ciencias espaciales se refiere, se nota tu fascinación por el Cosmos!!

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    1. Las hipótesis de schiaparelli se comentan brevemente en el primer capítulo. Me quedo con tú sugerencia se escribir un artículo sobre la influencia de Marte en la sociedad.
      Gracias y un saludo!

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