Resumen: La nave Mars Express de la Agencia Espacial Europea ha estado orbitando Marte durante más de un año. Aunque las imágenes de alta resolución de los numerosos cráteres y volcanes del planeta, y otras características obtuvieron la mayor relevancia, los siete instrumentos de la nave también han acumulado grandes cantidades de datos sobre la atmósfera del planeta, geología y química. Bernard Foing, Científico Jefe de la ESA, nos da una visión de los descubrimientos más notables hechos por el primer viaje europeo al Planeta Rojo. En la primera parte de este repaso, Foing navega a través de las pruebas de agua líquida en Marte.

La vista de gran angular del casco polar Norte se tomó en 13 de Marzo de 1999, durante el comienzo del verano en el norte. Las superficies de un tono más luminoso son residuos de agua congelada que permanecen durante la estación de verano. Las bandas circulares cercanas de material oscuro que rodea el polo consta principalmente de dunas de arena formadas y modeladas por el viento. Crédito: NASA/JPL/Malin Space Science Systems

La nave Mars Express de la Agencia Espacial Europea ha estado orbitando Marte durante más de un año. Aunque las imágenes de alta resolución de los numerosos cráteres y volcanes del planeta, y otras características obtuvieron la mayor relevancia, los siete instrumentos de la nave también han acumulado grandes cantidades de datos sobre la atmósfera del planeta, geología y química. Bernard Foing, Científico Jefe de la ESA, nos da una visión de los descubrimientos más notables hechos por el primer viaje europeo al Planeta Rojo. En la primera parte de este repaso, Foing navega a través de las pruebas de agua líquida en Marte.

Marte es el hermano pequeño de la Tierra, con distintos procesos trabajando a diferentes escalas.

Al igual que la Tierra, Marte tiene tectónica, volcánica, erosión, y una atmósfera. Podemos estudiar el ciclo del agua en Marte – el agua puede presentarse como hielo, sabemos que está en la atmósfera, y que existió en estado líquido. Hay evidencias de que hubo agua líquida en la superficie de Marte en los primeros mil millones de años de su historia.

Aunque la Tierra y Marte se formaron a partir de los mismos materiales, los dos planetas evolucionaron de formas distintas. El agua de la atmósfera de Marte pudo haberse disipado muy pronto y, por lo tanto, Marte se volvió frío y seco tras estos primeros mil millones de años.

Una señal de esta temprana pérdida de agua viene de cómo interactúa la atmósfera marciana con el viento solar. Un experimento de la Mars Express muestra que esta interacción es la causa de que Marte pierda 100 toneladas de su atmósfera cada día. La Tierra también pierde parte de su atmósfera cada día hacia el espacio, pero la Tierra tiene un escudo magnético. La magnetosfera de la Tierra impide que las partículas del viento solar impacten en la Tierra, y por esta razón, no expulsamos tanta cantidad de nuestra atmósfera.

Si se hubiese extendido un océano sobre Marte hace 3 500 millones de años, podría haber permitido al planeta mantener una atmósfera densa. El efecto invernadero en Marte habría mantenido el agua estable en la superficie. Pero tras la pronta desaparición del propio campo magnético de Marte, la atmósfera comenzó a desaparecer debido a la interacción con el viento solar, y esto aceleró drásticamente la pérdida de agua.

La gran antena de MARSIS volará sobre Marte, haciendo rebotar ondas de radio sobre un área seleccionada y recibiendo y analizando los ecos. Cualquier superficie cercana a agua líquida debería enviar una señal más fuerte. Crédito: NASA/JPL

Hoy día, la presión atmosférica en Marte es muy baja, unas cien veces menos que en la Tierra. En esta baja presión, el agua de la superficie se evapora, y el hielo se sublima – pasa directamente de sólido a gas. Pero algunas características de la acción de los ríos que vemos aquí y en la superficie de Marte sugieren que ha habido algunos episodios esporádicos en los que el agua líquida fluía en la superficie.

Una forma de determinar si hubo un océano tras los primeros mil millones de años es buscar minerales como carbonatos. El instrumento infrarrojo OMEGA de Mars Express puede mirar la firma de los minerales. El equipo OMEGA busca extensivamente carbonatos, pero no pudieron encontrar ninguno. Por tanto tal vez no hubo un océano en los últimos 3 000 millones de años. O, si lo hubo, las rocas que dejó han sido cubiertas por otras capas de tierra. Esto es algo que aún tenemos que comprender.

Esto no debe ser interpretado como que no hay nada agua en Marte hoy. Hay agua helada en los casquetes polares, y pensamos que vemos la acumulación de hielo en los trópicos y el ecuador. Por ejemplo, hay depósitos de agua helada en altas montañas en el ecuador – es algo similar a la capa de nieve del Monte Kilimanjaro.

La transferencia de hielo de los polos al ecuador parece tener lugar en un ciclo de 5 millones de años. Hemos encontrado alguna características que sugieren que hace 5 millones de años, había una reserva de hielo cerca del Monte Olimpo, el mayor volcán de Marte, y también cerca de Elysium, otro gran volcán.

Creemos que tenemos evidencias de actividad volcánica reciente en Marte. Por lo que estos dos descubrimientos – actividad volcánica reciente y agua helada reciente – significan que había algunas épocas en las que podía haberse producido deshielo de agua, no solo en la superficie, sino también en el subsuelo. Este agua subterránea fundida podría salir de nuevo a la superficie, y reunirse en bajas altitudes.

Parece que hemos encontrado un lugar donde, hace 5 millones de años, parte de esta agua fundida se ha depositado como un espejo de hielo muy liso. Las imágenes estéreo 3-D de Mars Express muestran que este mar helado es extremadamente liso – con una inclinación de solo 5 miligrados. Es más liso que una mesa.

aquí para agrandar la imagen. Crédito: ESA/Mars Express" width="194"> Entrando en erupción hace 5 millones de años, a través de una serie de fracturas conocidas como Cerberus Fossae, el agua fluyó en una catastrófica inundación, reuniéndose en un área de 800 x 900 km y teniendo inicialmente una profundidad media de 45 metros. Click aquí para agrandar la imagen. Crédito: ESA/Mars Express

Se ha sugerido que este mar helado no es nada más que lava fluida solidificada, pero esta lava fluida tiende a estar más abultada.

Pensamos que el lago se depositó y entonces fue cubierto con una capa de cenizas, la cual, justo después de que el agua se congelase, impidió que el hielo se sublimara a la tenue atmósfera. Este mar helado tiene aproximadamente el tamaño del Mar del Norte, con una profundidad de 50 metros. Entonces hubo algún tipo de movimiento en el mar líquido donde la capa de hielo comenzó a fragmentarse y producir balsas de hielo.

Esta área tiene un enorme potencial para la astrobiología y la exploración futura. Pero aún necesitamos conocer qué cantidad de hielo se ha preservado, y qué cantidad ha sido capaz de sublimarse a través de la capa de cenizas. También necesitamos conocer el grosor de la capa de ceniza que lo recubre.

El instrumento MARSIS de Mars Express tendrá la capacidad de investigar bajo la superficie, a unos pocos kilómetros bajo la superficie. Dado que el agua líquida da una señal de radar muy potente, podríamos ser capaces de obtener un perfil vertical de la cantidad de hielo y agua que hay en total en el subsuelo de Marte.

Debido a que MARSIS fue diseñada para penetrar muy profundamente bajo la superficie, no podremos resolver las capas muy delgadas. Por lo que si las capas de hielo tienen solo unos pocos metros o pocas decenas de metros de grosor, MARSIS podría no verlas. Pero en Orbitador de Reconocimiento de Marte de la NASA, que será enviado este año, tendrá un radar que puede sondear la superficie cercana. Por lo que será una buena forma de probar nuestro mar helado.