Marte ya era azul antes de que existiera la Tierra
Según una nueva investigación, es posible que Marte
haya nacido como un mundo azul y cubierto de agua, mucho antes de que la Tierra
terminara de formarse.
En un estudio reciente publicado en Earth and
Planetary Science Letters, un equipo de investigadores descubrió que la
atmósfera más antigua de Marte era mucho más densa que la actual y estaba
compuesta principalmente de hidrógeno molecular, muy diferente de la delgada
atmósfera de dióxido de carbono que conserva hoy.
Aunque es la molécula más ligera, el hidrógeno
habría tenido grandes implicaciones para el clima primitivo de Marte. Resulta
que el hidrógeno molecular es un poderoso gas de efecto invernadero.
"Es una paradoja que tantas observaciones
sugieran agua líquida en el Marte primitivo, a pesar de que el agua se congela
en el Marte actual, y el sol antiguo era un 30 % más oscuro que hoy", dijo
en un comunicado Steve Desch, profesor de astrofísica en la Universidad de
Arizona State y uno de los científicos del equipo. "Los gases de efecto
invernadero considerados tradicionalmente como el CO2 se congelarían en un
Marte primitivo. El hidrógeno en la atmósfera es una forma inesperada de
estabilizar el agua líquida".
Según los cálculos del equipo, el hidrógeno
molecular es un gas de efecto invernadero lo suficientemente fuerte como para
haber permitido que los primeros océanos de agua cálida a caliente se
mantuvieran estables en la superficie marciana durante muchos millones de años,
hasta que el hidrógeno se perdió gradualmente en el espacio.
Para determinar la composición de la antigua
atmósfera de Marte, los científicos del equipo desarrollaron los primeros
modelos evolutivos que incluyen procesos de alta temperatura asociados con la
formación de Marte en estado fundido y la formación de los primeros océanos y
la atmósfera. Estos modelos mostraron que los principales gases que emergen de
la roca fundida serían una mezcla de hidrógeno molecular y vapor de agua.
Los resultados de los modelos revelaron que el vapor
de agua en la atmósfera marciana se comportaba como el vapor de agua en la
atmósfera de la Tierra actual: se condensaba en la atmósfera inferior en forma
de nubes, creando una atmósfera superior "más seca". El hidrógeno
molecular, por el contrario, no se condensó en ninguna parte y fue el
componente principal de la atmósfera superior de Marte. A partir de ahí, esta
molécula de luz se perdió en el espacio.
"Esta idea clave, que el vapor de agua se
condensa y se retiene en el Marte primitivo, mientras que el hidrógeno
molecular no se condensa y puede escapar, permite que el modelo se vincule
directamente a las mediciones realizadas por una misión espacial,
específicamente el rover Curiosity", dijo Kaveh Pahlevan, científico
investigador del Instituto SETI y autor principal del estudio.
El nuevo modelo ha permitido nuevas interpretaciones
de datos de deuterio a hidrógeno (D/H) de muestras de Marte analizadas en
laboratorios en la Tierra y por vehículos de la NASA en Marte.
Los átomos de hidrógeno en las moléculas pueden ser
hidrógeno normal (un núcleo con un protón) o hidrógeno "pesado",
llamado deuterio (un núcleo con un protón y un neutrón). El número de átomos de
deuterio en una muestra dividido por el número de átomos de hidrógeno normales
se denomina proporción de deuterio a hidrógeno o D/H.
Los
meteoritos de Marte son en su mayoría rocas ígneas, básicamente magmas
solidificados. Se formaron cuando el interior de Marte se derritió y el magma
ascendió hacia la superficie. El agua disuelta en estas muestras del interior
(derivadas del manto) contiene hidrógeno con una proporción D/H similar a la de
los océanos de la Tierra, lo que indica que los dos planetas comenzaron con
proporciones D/H muy similares y que su agua provenía de la misma fuente en el
sistema solar primitivo.
En contraste, cuando Curiosity midió los isótopos de
hidrógeno en una antigua arcilla de 3 mil millones de años en la superficie
marciana, encontró un valor de relación D/H aproximadamente tres veces mayor
que el de los océanos de la Tierra. Por lo tanto, la hidrosfera de Marte, el
depósito de agua superficial que reaccionó con las rocas para formar estas
arcillas, debe haber tenido una alta concentración de deuterio en relación con
el hidrógeno. La única forma plausible de tener este nivel de enriquecimiento
en deuterio es perder la mayor parte del gas hidrógeno en el espacio: el
hidrógeno normal se pierde, pero el deuterio, al ser un poco más pesado, no se
pierde tan rápido.
La investigación de este modelo integral muestra que
si la atmósfera marciana fuera densa y rica en hidrógeno en el momento de su
formación, entonces las aguas superficiales se enriquecerían naturalmente en
deuterio por un factor de dos a tres, en relación con el interior, que es
precisamente lo que observó Curiosity.
"Este es el primer modelo que reproduce
naturalmente estas observaciones, lo que nos da cierta confianza en que el
escenario evolutivo que hemos descrito corresponde a los primeros eventos en
Marte", dijo Pahlevan.
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