Marte siempre ha sido un lugar que invita a la especulación y la fascinación científica. Preguntas como si alguna vez albergó vida, por qué perdió su campo magnético o cómo desapareció su agua han sido temas centrales en la exploración del planeta rojo. En su pasado, Marte era un mundo mucho más húmedo, con ríos, deltas y cuencas oceánicas que hoy se encuentran secos y desolados. Pero, hace unos tres mil millones de años, Marte comenzó a transformarse en el planeta árido y desértico que conocemos hoy. Dos estudios recientes han proporcionado nuevas pistas sobre el destino del agua en Marte y sugieren que la respuesta a este misterio es más compleja de lo que se pensaba.
El primer estudio, publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, se basa en los datos recogidos por la nave espacial InSight, que aterrizó en Marte en 2018 y operó durante cuatro años. InSight estaba equipada con un sismómetro que registró múltiples «martemotos». A partir de estas vibraciones, los científicos determinaron que el subsuelo de Marte contenía una cantidad significativa de agua, suficiente para cubrir toda la superficie del planeta con un océano de aproximadamente una milla de profundidad. A simple vista, podría parecer que este descubrimiento solucionaba el enigma de la pérdida del agua en Marte, pero la historia es más complicada.
El segundo estudio, publicado en Science Advances, utilizó datos recopilados por dos veteranas naves espaciales de la NASA: el telescopio espacial Hubble y el orbitador MAVEN, que han estado estudiando Marte y su atmósfera durante décadas. Ambos instrumentos observaron cómo el hidrógeno escapa al espacio desde la atmósfera marciana, centrándose en dos tipos de hidrógeno: el hidrógeno ligero, que consiste en un solo protón, y el deuterio, una forma más pesada de hidrógeno que incluye un neutrón adicional en su núcleo. Este análisis permitió a los científicos rastrear cómo el agua en Marte, que incluye estos dos tipos de hidrógeno, fue perdiéndose al espacio.
Los nuevos estudios de Marte podrían resolver este misterio para la ciencia
La radiación ultravioleta del Sol descompone las moléculas de agua en la atmósfera marciana, separando el hidrógeno y el oxígeno. El oxígeno pesado tiende a quedarse atrapado en la atmósfera, pero el hidrógeno, mucho más ligero, se escapa al espacio. Este proceso afecta tanto al hidrógeno ordinario como al deuterio, aunque de manera diferente. Debido a su peso adicional, el deuterio tiene más dificultades para superar la gravedad de Marte, lo que significa que la proporción de deuterio en Marte ha aumentado con el tiempo en comparación con el hidrógeno ligero, que ha escapado en mayores cantidades.
El equipo dirigido por John Clarke, profesor emérito de astronomía en el Centro de Física Espacial de la Universidad de Boston, utilizó las observaciones de MAVEN y Hubble para medir esta fuga de hidrógeno y calcular cuánta agua pudo haber tenido Marte en su pasado. Estiman que una parte significativa del agua de Marte se ha perdido en el espacio durante los últimos tres mil millones de años. Sin embargo, lo más interesante de este estudio es que el ritmo de pérdida de agua no ha sido constante.
Marte tiene una órbita mucho más elíptica que la Tierra, lo que provoca que la distancia entre Marte y el Sol varíe considerablemente a lo largo de un año marciano. Durante el perihelio, cuando Marte está más cerca del Sol, la cantidad de agua en la atmósfera aumenta, lo que facilita que más hidrógeno escape al espacio. En cambio, durante el afelio, cuando Marte está más alejado del Sol, la cantidad de agua en la atmósfera disminuye significativamente. Los datos de MAVEN y Hubble muestran que la pérdida de agua durante el perihelio es de cinco a veinte veces mayor que durante el afelio.
Este ciclo anual en la atmósfera marciana es más dinámico de lo que los científicos esperaban, y Clarke enfatiza que la atmósfera de Marte es mucho más turbulenta y reactiva a los cambios en la radiación solar de lo que se había asumido. A medida que el planeta se calienta y enfría a lo largo de su órbita, la atmósfera se expande y se contrae, lo que afecta directamente la cantidad de hidrógeno que se pierde en el espacio.
En sus cálculos, Clarke y su equipo estiman que Marte podría haber tenido una capa de agua de una milla de profundidad en el pasado, y que entre decenas y cientos de metros de esa agua se han perdido al espacio a lo largo de los milenios. Sin embargo, gran parte del agua restante está atrapada bajo tierra o congelada en los casquetes polares de Marte.
La proporción alterada de deuterio e hidrógeno en Marte ofrece una pista importante sobre la magnitud de la pérdida de agua. Mientras que Marte y la Tierra comenzaron con la misma proporción de estos dos tipos de hidrógeno, la mayor pérdida de hidrógeno ligero en Marte ha hecho que hoy tenga hasta ocho veces más deuterio en relación con el hidrógeno ligero que la Tierra, que ha conservado su atmósfera densa y su agua.
La historia de la pérdida de agua en Marte es, por tanto, una combinación de procesos. Una parte del agua se retiró al subsuelo marciano, donde aún permanece atrapada en forma de hielo o agua subterránea. Otra parte se descompuso en sus componentes atómicos y se evaporó hacia el espacio. Clarke resume este proceso afirmando que el agua solo puede ir a dos lugares: o se congela en el suelo o se descompone y los átomos escapan al espacio. Para entender completamente la cantidad de agua que había en Marte y qué pasó con ella, es esencial comprender cómo estos átomos escapan.
Los últimos descubrimientos sobre Marte no solo nos acercan a desentrañar el destino del agua marciana, sino que también profundizan nuestra comprensión sobre la evolución atmosférica de los planetas y su capacidad para sustentar la vida. Marte sigue siendo un enigma, pero cada nueva misión revela una parte más de su compleja historia, arrojando luz sobre lo que una vez fue un planeta lleno de agua y potencialmente, vida.