Nota de prensa

Marte: el planeta que perdió vastos océanos de agua

5 de Marzo de 2015

De acuerdo con nuevos resultados publicados hoy, Marte albergó un primitivo océano 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, 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 aparecen hoy 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".

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 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, 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 [1].

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 Hawaii [2]. 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 mapeó 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.

Los nuevos resultados muestran que el agua atmosférica de la región cercana a los polos fue enriquecida 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 hoy en día, una probable localización de esta agua sería las llanuras del norte, que durante mucho tiempo se han considerado un buen candidato 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 senior en 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 continua búsqueda de agua subterránea.

Notas

[1] En los océanos de la Tierra hay unas 3.200 moléculas de H₂O por cada molécula de HDO.

[2] Aunque tanto las sondas sobre la superficie marciana y 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.

Información adicional

Este trabajo se ha presentado en el artículo científico titulado “Strong water isotopic anomalies in the Martian atmosphere: probing current and ancient reservoirs”, por G. Villanueva et al., que aparece en línea en la revista Science del 5 de marzo de 2015.

El equipo está formado por G.L. Villanueva (Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA, Greenbelt; Universidad Católica de América, Washington D.C., EE.UU.); M.J. Mumma (Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA); R.E. Novak (Iona College, Nueva York, EE.UU.); H.U. Käufl (ESO, Garching, Alemania); P. Hartogh (Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar, Göttingen, Alemania), T. Encrenaz (Observatorio de París-Meudon, París, Francia); A. Tokunaga (Universidad de Hawái-Manoa, Hawái, EE.UU.); A. Khayat (Universidad de Hawái-Manoa) y M. D. Smith (Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA).

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de dieciséis países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Además, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO está construyendo el E-ELT (European Extremely Large Telescope), el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Este trabajo ha sido financiado por cuatro programas que se desarrollan en la sede central de la NASA en Washington D.C.: Investigación básica en Marte (Mars Fundamental Research); Astronomía planetaria (Planetary Astronomy); Atmósferas planetarias (Planetary Atmospheres), y Astrobiología de la NASA (NASA Astrobiology).

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

Enlaces

• Fotos del VLT (Very Large Telescope) de ESO

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