Ilustración artística de Marte con agua en su superficie. Crédito: NASA Earth Observatory/Joshua Stevens; NOAA National Environmental Satellite; NASA/JPL-Caltech/USGS; Sean Garcia/Universidad de Washington.
Un nuevo estudio sugiere que Marte estaba condenado a la desecación debido a su pequeño tamaño.
Gracias a las observaciones de misiones como las de Curiosity y Perseverance de la NASA, los científicos saben que en el pasado existió agua líquida en la superficie marciana: el Planeta Rojo alguna vez albergó lagos, ríos y arroyos, y posiblemente un enorme océano que cubrió gran parte de su hemisferio norte.
Pero esa agua superficial desapareció hace unos 3.500 millones de años, perdiéndose en el espacio junto con mucha de la atmósfera marciana. Este drástico cambio climático ocurrió después que Marte perdiera su campo magnético global, el que había protegido el aire del planeta de ser arrancado por los flujos de partículas cargadas del Sol, creen los científicos.
Pero, según este nuevo estudio, esta causa inmediata fue ayudada por algo más fundamental: Marte es demasiado pequeño para retener agua en la superficie a largo plazo.
“El destino de Marte estaba decidido desde el inicio”, dijo en un comunicado el coautor del estudio Kun Wang, profesor adjunto de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad de Washington en San Luis (Estados Unidos). “Es probable que exista un umbral en los requisitos de los planetas rocosos para mantener suficiente agua para permitir la habitabilidad y tectónica de placas”. Ese umbral es más grande que el tamaño de Marte, creen los científicos.
El equipo del estudio –liderado por Zhen Tian, estudiante de posgrado en el laboratorio de Wang– examinó 20 meteoritos marcianos, los que seleccionaron para ser representativos de la composición global del Planeta Rojo. Los investigadores midieron la abundancia de varios isótopos de potasio en estas rocas, con edades de 200 millones a 4.000 millones de años. (Los isótopos son versiones de un elemento que contienen cantidades diferentes de neutrones en su núcleo atómico.)
Tian y sus compañeros usaron potasio, conocido por el símbolo químico K, como trazador de elementos y compuestos más “volátiles”, como el agua, que pasa a estado gaseoso a temperaturas relativamente bajas. Descubrieron que Marte perdió significativamente más elementos volátiles durante su formación que la Tierra, que es aproximadamente nueve veces más masiva que el Planeta Rojo. Pero Marte mantuvo sus volátiles mejor de lo que lo hizo la Luna y que el asteroide Vesta de 530 km de diámetro, que son mucho más pequeños y secos que el Planeta Rojo.
“La razón para las abundancias mucho menores de elementos volátiles y sus compuestos en planetas diferenciados que en meteoritos primitivos indiferenciados ha sido una pregunta de larga data”, dijo en el comunicado la coautora del estudio Katharina Lodders, profesora de investigación de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad Washington. (“Diferenciado” se refiere a un cuerpo astronómico cuyo interior se ha separado en diferentes capas, como corteza, manto y núcleo.)
“El hallazgo de la correlación de composiciones isotópicas de potasio con la gravedad del planeta es un descubrimiento novedoso con importantes implicaciones cuantitativas para cuándo y cómo los planetas diferenciados perdieron sus volátiles”, dijo Lodders.
El nuevo estudio, junto a trabajos anteriores, sugiere que el tamaño pequeño es un doble revés para la habitabilidad. Los planetas pequeños pierden montones de agua durante su formación y sus campos magnéticos globales también desaparecieron relativamente pronto, resultando en una reducción atmosférica. En contraste, el campo magnético global de la Tierra aún es fuerte, impulsado por un dínamo en las profundidades del planeta.
El artículo también podría tener aplicaciones más allá de nuestro propio patio trasero cósmico, dijeron los miembros del equipo.
“Este estudio enfatiza que existe un rango de tamaños muy limitado para que los planetas tengan suficiente, pero no demasiada agua para desarrollar un ambiente superficial habitable”, dijo el coautor Klaus Mezger, del Centro para el Espacio y la Habitabilidad de la Universidad de Berna en Suiza. “Estos resultados guiarán a los astrónomos en su búsqueda de exoplanetas habitables en otros sistemas solares”.
Ese descargo de responsabilidad de “ambiente superficial” es importante en cualquier discusión de habitabilidad. Los científicos piensan que el Marte moderno aún contiene acuíferos subterráneos con potencial para albergar vida, por ejemplo. Y las lunas como Europa de Júpiter y Encélado de Saturno contienen grandes océanos y con la posibilidad de albergar vida bajo sus superficies cubiertas de hielo.
El artículo “Potassium isotope composition of Mars reveals a mechanism of planetary volatile retention” fue publicado el 28 de septiembre de 2021 en Proceedings of the National Academies of Sciences.
Fuente: Space.com