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Ilustración de Marte hace 4.000 millones de años. Fuente: ESO.
De acuerdo con nuevos resultados publicados hoy, Marte albergó un océano primitivo que contenía más agua que el océano Ártico de la Tierra y que habría cubierto una parte de su superficie mayor que la que ocupa el océano Atlántico en nuestro planeta.
Un equipo internacional de científicos ha utilizado el VLT (Very Large Telescope) de ESO (Observatorio Austral Europeo), junto con los instrumentos del Observatorio W. M. Keck y el Telescopio Infrarrojo de la NASA, para monitorizar, durante un periodo de seis años, la atmósfera del planeta y trazar las propiedades del agua. Estos nuevos mapas son los primeros de su clase. Los resultados aparecieron ayer en línea en la revista Science.
Hace unos cuatro mil millones de años, el joven planeta habría tenido suficiente agua como para cubrir toda su superficie con una capa líquida de 140 metros de profundidad, pero es más probable que el líquido se acabase acumulando, formando un océano que habría ocupado casi la mitad del hemisferio norte de Marte, alcanzando, en algunas regiones, profundidades superiores a 1,6 kilómetros.
"Nuestro estudio proporciona una estimación sólida de cuánta agua pudo tener Marte, determinando cuánta agua se perdió en el espacio", afirma Gerónimo Villanueva, investigador del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt (Maryland, EE.UU.) y autor principal del nuevo artículo. "Con este trabajo, podemos comprender mejor la historia del agua en Marte", señala en la nota de prensa de ESO.
Dos tipos de agua
Esta nueva estimación se basa en observaciones detalladas de dos formas ligeramente diferentes de agua en la atmósfera de Marte. Una es la forma más conocida del agua, compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, el H2O. La otra es el HDO, o agua semipesada, una variación natural en la que un átomo de hidrógeno es reemplazado por una forma más pesada del mismo, llamada deuterio.
Como la forma deuterada es más pesada que el agua normal, no resulta tan fácil que se pierda en el espacio a través de la evaporación. Así, cuanto mayor sea la pérdida de agua del planeta, mayor proporción de HDO a H2O habrá en el agua restante (en los océanos de la Tierra hay unas 3.200 moléculas de H2O por cada molécula de HDO).
Los investigadores han diferenciado las firmas químicas de los dos tipos de agua utilizando el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile, junto con los instrumentos del Observatorio W. M. Keck y el Telescopio Infrarrojo de la NASA, en Hawái. Aunque tanto las sondas sobre la superficie marciana como las que orbitan el planeta pueden proporcionar medidas in situ mucho más detalladas, no son adecuadas para el seguimiento de las propiedades de toda la atmósfera marciana. Este es el mejor seguimiento llevado a cabo hasta ahora utilizando espectrógrafos infrarrojos instalados en grandes telescopios basados en tierra.
Al comparar la proporción de HDO a H2O, los científicos han podido medir cuánto ha aumentado la proporción de HDO, determinando así cuánta agua ha escapado al espacio. Esto permite, a su vez, estimar la cantidad de agua que pudo haber en Marte en épocas anteriores.
Durante casi seis años terrestres –el equivalente a cerca de tres años marcianos- el equipo cartografió repetidamente la distribución de H2O y HDO, generando instantáneas globales de cada uno, así como de su proporción. Aunque el Marte actual es prácticamente un desierto, los mapas han revelado cambios estacionales y microclimas.
El equipo estaba especialmente interesado en regiones cercanas a los polos norte y sur, ya que los casquetes polares son el reservorio de agua conocido más grande del planeta. Se cree que el agua almacenada allí podría documentar la evolución del agua de Marte desde el húmedo período Noeico, que terminó hace unos 3.700 millones de años, hasta el presente.
Un equipo internacional de científicos ha utilizado el VLT (Very Large Telescope) de ESO (Observatorio Austral Europeo), junto con los instrumentos del Observatorio W. M. Keck y el Telescopio Infrarrojo de la NASA, para monitorizar, durante un periodo de seis años, la atmósfera del planeta y trazar las propiedades del agua. Estos nuevos mapas son los primeros de su clase. Los resultados aparecieron ayer en línea en la revista Science.
Hace unos cuatro mil millones de años, el joven planeta habría tenido suficiente agua como para cubrir toda su superficie con una capa líquida de 140 metros de profundidad, pero es más probable que el líquido se acabase acumulando, formando un océano que habría ocupado casi la mitad del hemisferio norte de Marte, alcanzando, en algunas regiones, profundidades superiores a 1,6 kilómetros.
"Nuestro estudio proporciona una estimación sólida de cuánta agua pudo tener Marte, determinando cuánta agua se perdió en el espacio", afirma Gerónimo Villanueva, investigador del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt (Maryland, EE.UU.) y autor principal del nuevo artículo. "Con este trabajo, podemos comprender mejor la historia del agua en Marte", señala en la nota de prensa de ESO.
Dos tipos de agua
Esta nueva estimación se basa en observaciones detalladas de dos formas ligeramente diferentes de agua en la atmósfera de Marte. Una es la forma más conocida del agua, compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, el H2O. La otra es el HDO, o agua semipesada, una variación natural en la que un átomo de hidrógeno es reemplazado por una forma más pesada del mismo, llamada deuterio.
Como la forma deuterada es más pesada que el agua normal, no resulta tan fácil que se pierda en el espacio a través de la evaporación. Así, cuanto mayor sea la pérdida de agua del planeta, mayor proporción de HDO a H2O habrá en el agua restante (en los océanos de la Tierra hay unas 3.200 moléculas de H2O por cada molécula de HDO).
Los investigadores han diferenciado las firmas químicas de los dos tipos de agua utilizando el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile, junto con los instrumentos del Observatorio W. M. Keck y el Telescopio Infrarrojo de la NASA, en Hawái. Aunque tanto las sondas sobre la superficie marciana como las que orbitan el planeta pueden proporcionar medidas in situ mucho más detalladas, no son adecuadas para el seguimiento de las propiedades de toda la atmósfera marciana. Este es el mejor seguimiento llevado a cabo hasta ahora utilizando espectrógrafos infrarrojos instalados en grandes telescopios basados en tierra.
Al comparar la proporción de HDO a H2O, los científicos han podido medir cuánto ha aumentado la proporción de HDO, determinando así cuánta agua ha escapado al espacio. Esto permite, a su vez, estimar la cantidad de agua que pudo haber en Marte en épocas anteriores.
Durante casi seis años terrestres –el equivalente a cerca de tres años marcianos- el equipo cartografió repetidamente la distribución de H2O y HDO, generando instantáneas globales de cada uno, así como de su proporción. Aunque el Marte actual es prácticamente un desierto, los mapas han revelado cambios estacionales y microclimas.
El equipo estaba especialmente interesado en regiones cercanas a los polos norte y sur, ya que los casquetes polares son el reservorio de agua conocido más grande del planeta. Se cree que el agua almacenada allí podría documentar la evolución del agua de Marte desde el húmedo período Noeico, que terminó hace unos 3.700 millones de años, hasta el presente.
El reservorio de los polos
Los nuevos resultados muestran que el agua atmosférica de la región cercana a los polos estaba enriquecida en HDO en un factor siete en relación con el agua de los océanos de la Tierra, lo que implica que el agua de los casquetes de hielo permanentes de Marte está enriquecida ocho veces más. Para proporcionar un nivel tan alto de enriquecimiento, Marte debe haber perdido un volumen de agua 6,5 veces mayor que el de los casquetes polares actuales. El volumen del océano temprano de Marte debe haber sido, por lo menos, de 20 millones de kilómetros cúbicos.
Basándonos en la superficie de Marte de hoy en día, una probable localización de esta agua serían las llanuras del norte, que durante mucho tiempo se han considerado una buena opción debido al bajo nivel de la superficie. Un antiguo océano habría cubierto el 19% de la superficie del planeta; en comparación, el océano Atlántico ocupa el 17% de la superficie terrestre.
Para Michael Mumma, científico de alto nivel de Goddard y segundo autor del artículo, "con Marte perdiendo tanta agua, es muy probable que el planeta fuese húmedo durante mucho más tiempo de lo que se pensaba anteriormente, sugiriendo que el planeta podría haber sido habitable a lo largo de un periodo mayor”.
Es posible que en algún momento Marte tuviera incluso más agua, parte de la cual podría haber quedado almacenada bajo la superficie. Y es que los nuevos mapas revelan microclimas y cambios en el contenido de agua atmosférica a lo largo del tiempo, lo cual también podría ser útil en la búsqueda de agua subterránea.
Los nuevos resultados muestran que el agua atmosférica de la región cercana a los polos estaba enriquecida en HDO en un factor siete en relación con el agua de los océanos de la Tierra, lo que implica que el agua de los casquetes de hielo permanentes de Marte está enriquecida ocho veces más. Para proporcionar un nivel tan alto de enriquecimiento, Marte debe haber perdido un volumen de agua 6,5 veces mayor que el de los casquetes polares actuales. El volumen del océano temprano de Marte debe haber sido, por lo menos, de 20 millones de kilómetros cúbicos.
Basándonos en la superficie de Marte de hoy en día, una probable localización de esta agua serían las llanuras del norte, que durante mucho tiempo se han considerado una buena opción debido al bajo nivel de la superficie. Un antiguo océano habría cubierto el 19% de la superficie del planeta; en comparación, el océano Atlántico ocupa el 17% de la superficie terrestre.
Para Michael Mumma, científico de alto nivel de Goddard y segundo autor del artículo, "con Marte perdiendo tanta agua, es muy probable que el planeta fuese húmedo durante mucho más tiempo de lo que se pensaba anteriormente, sugiriendo que el planeta podría haber sido habitable a lo largo de un periodo mayor”.
Es posible que en algún momento Marte tuviera incluso más agua, parte de la cual podría haber quedado almacenada bajo la superficie. Y es que los nuevos mapas revelan microclimas y cambios en el contenido de agua atmosférica a lo largo del tiempo, lo cual también podría ser útil en la búsqueda de agua subterránea.
Referencia bibliográfica:
G. L. Villanueva, M. J. Mumma, R. E. Novak, H. U. Käufl, P. Hartogh, T. Encrenaz, A. Tokunaga, A. Khayat, M. D. Smith: Strong water isotopic anomalies in the martian atmosphere: Probing current and ancient reservoirs. Science (2015). DOI: 10.1126/science.aaa3630
G. L. Villanueva, M. J. Mumma, R. E. Novak, H. U. Käufl, P. Hartogh, T. Encrenaz, A. Tokunaga, A. Khayat, M. D. Smith: Strong water isotopic anomalies in the martian atmosphere: Probing current and ancient reservoirs. Science (2015). DOI: 10.1126/science.aaa3630
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