Hace miles de millones de años, Marte tenía agua líquida en su superficie en forma de lagos, arroyos e incluso un océano que cubría gran parte de su hemisferio norte. La evidencia de este pasado más cálido y húmedo está escrita en muchos lugares del paisaje en forma de abanicos aluviales, deltas y depósitos de arcilla ricos en minerales. Sin embargo, durante más de medio siglo, los científicos han estado debatiendo si existe o no agua líquida en Marte hoy.
Según una nueva investigación de Norbert Schorghofer, el científico principal del Instituto de Ciencia Planetaria, el agua salada puede formarse intermitentemente en la superficie de Marte. Si bien es muy breve (solo unos pocos días al año), la presencia potencial de salmueras estacionales en la superficie marciana nos informaría mucho sobre los ciclos estacionales del Planeta Rojo, así como ayudaría a resolver uno de sus misterios más perdurables.
El estudio de Schorghofer, titulado "Marte: evaluación cuantitativa de la fusión del azafrán detrás de los cantos rodados", apareció recientemente en El diario astrofísico. Para abordar la cuestión de si las heladas estacionales del agua pueden derretirse, produciendo así agua líquida, Schorghofer consideró un conjunto de modelos cuantitativos, así como información actualizada sobre convección de calor y un modelo tridimensional de balance de energía superficial.
Si bien gran parte del agua que una vez existió en Marte se ha conservado en forma de casquetes polares, la presencia de agua líquida es muy difícil de determinar. El planeta experimenta ciclos estacionales como la Tierra, lo que llevaría a la conclusión de que este hielo se derrite periódicamente. Sin embargo, el ambiente de baja presión y los rápidos cambios de temperatura en Marte hacen que este hielo se sublimar mucho antes de que alcance su punto de fusión.
En Marte, la presión atmosférica oscila entre 0,4 y 0,87 kilopascales (kPa), lo que equivale a menos del 1% de la Tierra al nivel del mar. Esto lo coloca cerca de la presión de triple punto de H2O - la presión mínima necesaria para que exista agua líquida. Mientras tanto, la superficie se calienta muy rápidamente cuando se expone a la luz solar, lo que resulta en cambios masivos de temperatura durante todo el día.
Como Schorghofer explicó en un reciente comunicado de prensa de PSI:
“Marte tiene muchas regiones frías ricas en hielo y muchas regiones cálidas sin hielo, pero las regiones heladas donde la temperatura se eleva por encima del punto de fusión son un punto dulce que es casi imposible de encontrar. Ese punto dulce es donde se formaría el agua líquida ".
Schorghofer imagina que estos "puntos dulces" se ubican en las latitudes medias alrededor de la topografía sobresaliente (por ejemplo, rocas y formaciones rocosas altas). Durante el invierno, estas regiones proyectaban sombras continuamente, creando ambientes de temperaturas muy frías donde se podía acumular escarcha de agua.
Cuando llegue la primavera, estos mismos lugares quedarían expuestos a la luz solar directa. Esto provocaría que las heladas de agua se calienten cerca del punto de fusión del agua después de uno o dos días marcianos (también conocidos como soles). Según los cálculos detallados del modelo de Schorghofer, la temperatura cambiaría muy rápidamente, aumentando de -128 ° C (-200 ° F) en la mañana a -10 ° C (14 ° F) al mediodía.
Dondequiera que estos depósitos de agua helada se formaran en un suelo rico en sal, su punto de fusión se deprimiría hasta el punto donde se derretiría a -10 ° C. Esto significa que no toda la escarcha se sublimará y se volverá gaseosa. Parte de ella se convertiría en salmueras que durarían hasta que todo el hielo se haya derretido o se haya convertido en vapor. Este patrón estacional se repetiría nuevamente al año siguiente.
Al igual que lo que sucede en la región polar del sur, las heladas de dióxido de carbono también podrían acumularse durante el invierno en las áreas sombreadas detrás de la topografía sobresaliente. Por lo tanto, la fusión de las heladas de agua solo ocurriría después de que el hielo seco se haya vaporizado, un punto que los científicos llaman la "fecha del azafrán". Uno o dos soles después de que esta fecha haya pasado, el hielo de agua líquida comenzará a descongelarse para crear agua, conocida como "fusión del azafrán".
Estos hallazgos se basan en experimentos previos realizados por la NASA que mostraron cómo los entornos ricos en clorato en Marte serían el lugar más probable para encontrar agua. Numerosos equipos científicos han llevado a cabo investigaciones similares que han cuestionado si las características estacionales alrededor de las regiones ecuatoriales de Marte, conocidas como Recurring Slope Lineae (RSL) o "vetas de pendiente", son el resultado de la formación de salmueras.
Hasta ahora, existe evidencia contradictoria sobre las causas de estas características y si son el resultado de avalanchas de arena (mecanismos "secos") o agua líquida de manantiales de agua subterránea, hielo superficial derretido o la formación de salmueras (mecanismos "húmedos") . Como explicó Schorghofer, su investigación y modelado son una indicación adicional de que la escuela de pensamiento "húmeda" es correcta.
"Responder a la pregunta de si la fusión de crocus de hielo de agua estacional en realidad ocurre en Marte requirió una gran cantidad de cálculos cuantitativos detallados: los números realmente importan". Tomó décadas desarrollar los modelos cuantitativos necesarios ”.
Este verano, la NASA Marte 2020 El rover se lanzará desde Cabo Cañaveral para comenzar su viaje de seis meses a Marte. Una vez allí, se unirá Curiosidad y una serie de otras misiones que actualmente buscan evidencia del pasado acuoso de Marte. ¡Con suerte, también se encontrarán algunas pruebas directas de que el agua líquida existe allí hoy! Además de resolver un debate de décadas, ¡sería una buena noticia para todos aquellos que esperan ir allí en el futuro!
