Marte tiene una historia de agua líquida en su superficie, incluidos lagos como el que ocupaba Lago del cráter, que hace tiempo que se secaron. También se pensaba que el agua antigua que transportaba escombros (y el hielo de agua derretido que actualmente hace lo mismo) era lo único que impulsaba la formación de barrancos extendidos por todo el paisaje marciano. Esa visión ahora puede cambiar gracias a nuevos resultados que sugieren que el hielo seco también puede dar forma al paisaje.
es sublime
Anteriormente, los científicos estaban convencidos de que sólo agua líquida formaba barrancos en Marte porque eso es lo que sucede en la Tierra. Lo que no se tuvo en cuenta fue sublimación, o la transición directa de una sustancia de un estado sólido a un estado gaseoso. La sublimación es cómo CO2 el hielo desaparece (a veces agua helada también experimenta esto).
El dióxido de carbono congelado está en todas partes de Marte, incluso en sus barrancos. Cuando CO2 Si el hielo se sublima en uno de estos barrancos, el gas resultante puede empujar los escombros pendiente abajo y continuar dándoles forma.
Dirigido por la investigadora planetaria Lonneke Roelofs de la Universidad de Utrecht en los Países Bajos, un equipo de científicos ha descubierto que la sublimación del CO2 El hielo podría haber formado barrancos marcianos, lo que podría significar que la aparición más reciente de agua líquida en Marte puede haber ocurrido más atrás en el tiempo de lo que se pensaba anteriormente. Eso también podría significar que la ventana durante la cual la vida podría haber surgido y prosperado en Marte fue posiblemente más pequeña.
“Sublimación de CO2 El hielo, en condiciones atmosféricas marcianas, puede fluidificar los sedimentos y crear morfologías similares a las observadas en Marte”, dijeron Roelofs y sus colegas en un estudio publicado recientemente en Communications Earth & Environment.
En el aire
Los barrancos terrestres y marcianos tienen básicamente la misma morfología. La diferencia es que estamos seguros de que el agua líquida está detrás de su formación y de su continua configuración y remodelación en la Tierra. Esta actividad incluye la excavación de nuevos canales y el traslado de más escombros al fondo.
Si bien el antiguo Marte pudo haber tenido suficiente agua líquida estable para lograrlo, no hay suficiente en la superficie actual de Marte para sostener ese tipo de actividad. Aquí es donde entra en juego la sublimación. CO2 hielo ha sido observado en la superficie de Marte al mismo tiempo que el material comienza a fluir.
Después de examinar observaciones como estas, los investigadores plantearon la hipótesis de que estos flujos son empujados hacia abajo por el gas a medida que el dióxido de carbono congelado se sublima. Debido a la baja presión en Marte, la sublimación crea un flujo de gas relativamente mayor que en la Tierra: suficiente potencia para hacer posible el movimiento fluido del material.
Hay dos formas en que se puede activar la sublimación para hacer que estos flujos se muevan. Cuando parte de una zona más expuesta de un barranco se derrumba, especialmente en una pendiente pronunciada, los sedimentos y otros desechos que han sido calentados por el Sol pueden caer sobre el CO.2 hielo en un área más sombreada y más fresca. El calor del material que cae podría proporcionar suficiente energía para que se sublime la escarcha. Otra posibilidad es que el CO2 El hielo y los sedimentos pueden desprenderse del barranco y caer sobre material más cálido, lo que también provocará la sublimación.
Marte en un laboratorio
Sólo hay un problema con estas ideas: dado que los humanos no han aterrizado en Marte (todavía), no hay observaciones in situ de estos fenómenos, sólo imágenes y datos transmitidos desde naves espaciales. Entonces todo es hipotético. El equipo de investigación tendría que modelar barrancos marcianos para observar la acción en tiempo real.
Para recrear una parte del paisaje del planeta rojo en un laboratorio, Roelofs construyó un canal en una cámara ambiental especial que simulaba la presión atmosférica de Marte. Era lo suficientemente empinado como para que el material se moviera hacia abajo y lo suficientemente frío para que el CO2 hielo para permanecer estable. Pero el equipo también añadió pendientes adyacentes más cálidas para proporcionar calor para la sublimación, lo que impulsaría el movimiento de los escombros. Experimentaron con ambos escenarios que podrían suceder en Marte: calor proveniente de debajo del CO2 se vierte hielo y material caliente encima. Ambos produjeron los tipos de flujos que se habían planteado como hipótesis.
Para obtener más evidencia de que los flujos impulsados por la sublimación ocurrirían bajo ciertas condiciones, se llevaron a cabo dos experimentos más, uno bajo presiones similares a las de la Tierra y otro sin CO.2 hielo. Ninguno de los dos produjo flujos.
“Por primera vez, estos experimentos proporcionan evidencia directa de que el CO2 La sublimación puede fluidificar y sostener flujos granulares en condiciones atmosféricas marcianas”, dijeron los investigadores en el estudio.
Debido a que este experimento demostró que los barrancos y sistemas como ellos pueden formarse mediante sublimación y no solo con agua líquida, plantea preguntas sobre cuánto tiempo Marte tuvo un suministro suficiente de agua líquida en la superficie para que cualquier organismo (si es que existiera) sobreviviera. . Su período de habitabilidad podría haber sido más corto de lo que alguna vez se pensó. ¿Significa esto que nunca existió nada en Marte? No necesariamente, pero los hallazgos de Roelofs podrían influir en cómo vemos la habitabilidad planetaria en el futuro.
Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente, 2024. DOI: 10.1038/s43247-024-01298-7