El clima de los comienzos de Marte, hace entre 3.500 y 4.000 millones
de años, supone un rompecabezas para los científicos planetarios. Por
un lado, las características de la superficie marciana, como sus redes
de valles, deltas y cuencas de 'paleolagos', indican que hubo abundante
agua líquida. Además, los minerales de arcilla y sulfato que se
encuentran en la mayoría de las rocas superficiales antiguas necesitaban
agua líquida para formarse; y la presencia de agua líquida implicaría
que las temperaturas eran cálidas.
Minerales de arcilla en la región
marciana de Mawrth Vallis, una de las analizadas en el estudio. (Foto:
NASA/JPL-Caltech/JHUAPL/MSSS/SETI Institute)
Sin embargo, por otro lado, los modelos atmosféricos no son
compatibles con un clima en el joven Marte lo suficientemente cálido
como para mantener agua líquida en la superficie. ¿Cómo resolver
entonces esta información contradictoria?
Ahora, un nuevo estudio internacional con participación del Centro de
Astrobiología (CAB), ha abordado este asunto investigando las
condiciones necesarias para la formación de las arcillas superficiales
del planeta rojo. Los resultados se publican esta semana en la revista
Nature Astronomy.
Parte de este puzzle climático marciano se centra en concretar a qué
se denomina 'cálido'. Actualmente, la temperatura de Marte está por
debajo del punto de congelación, pero en el pasado debió ser menos fría,
lo que permitió que el agua líquida modelara su superficie. Sin
embargo, el agua líquida fría no es lo suficientemente caliente como
para formar las arcillas superficiales que se observan.
"Nos dimos cuenta de que para poder restringir mejor el clima marciano temprano, necesitábamos entender las condiciones de formación de las arcillas marcianas", destaca Janice Bishop, del Instituto SETI y NASA Ames, y primer autor del artículo.
Los investigadores analizaron la estratigrafía y la naturaleza de las
arcillas en varias regiones de Marte, como el cráter Gale o Mawrth
Vallis, basándose en cómo se forman en la Tierra, y también en
simulaciones de laboratorio y experimentos geoquímicos.
De esta forma han separado en tres categorías a esta arcillas. Unas
son ricas en magnesio formadas a altas temperaturas (100-400 °C) bajo la
superficie (por ejemplo, mezclas de saponita, serpentina, clorita,
talco y carbonato).
Un segundo tipo son arcillas formadas a temperaturas cálidas (20-50
°C) en lagos, arroyos o ambientes lluviosos (esmectitas dioctaédricas
ricas en hierro o aluminio). Y la tercera clase son aluminosilicatos
poco cristalinos como alofano formado a temperaturas frías (menos de 20 °
C).
Estos nuevos datos sobre la formación de las arcillas marcianas
ayudan a entender mejor cómo pudo ser el clima de Marte durante sus
primeros miles de millones de años, durante las denominadas Eras Noéica y
Hespérica. Ahora el planeta rojo se encuentra ahora en la Era
Amazónica.
El estudio postula que los ambientes cálidos a corto plazo, que
ocurren esporádicamente en un Marte temprano generalmente frío,
permitieron la formación de la esmectita superficial detectada en este
planeta. Además, según los autores, hubo una relación entre la
temperatura y el tiempo.
Para producir los afloramientos de esmectita observados se
necesitarían temperaturas más frías (15-20 °C de máximas estacionales
diurnas) durante períodos prolongados en los que la relación agua/roca
en Marte fuera alta. Esto podría significar cientos de millones de años a
una temperatura media global media de 5 °C en el planeta, lo cual es
improbable dados los modelos actuales de la atmósfera.
"Sin embargo, este es un escenario intrigante que hemos estado explorando durante bastante tiempo para comprender la formación de arcillas a temperaturas frías globales, y aún estamos trabajando para entender mejor esta posibilidad", dice el coautor Alberto Fairén, del CAB.
El nuevo estudio concluye que las capas superficiales de esmectita se
pudieron formar rápidamente en periodos cortos con temperaturas cálidas
(25-40 °C de máximas estacionales diurnas) en un joven Marte frío en
general. Esto supone desde decenas de miles hasta algunos millones de
años a una temperatura promedio global de unos 10 °C a intervalos de
cientos de millones de años. Estas temperaturas elevadas transitorias
podrían haber sido causadas por vulcanismo, cambios de oblicuidad del
planeta o grandes impactos de asteroides u otros objetos.
Comprender el clima en los comienzos de Marte permite delimitar
cuando estuvo el agua líquida sobre su superficie y es esencial para
determinar dónde buscar la vida en el planeta rojo. Las arcillas son el
mineral hidratado más abundante en Marte, y definir sus condiciones de
formación supone un gran paso hacia la comprensión del entorno
geoquímico en este planeta. "Al final, para comprender completamente el
entorno de los inicios de Marte", concluye Fairén, "las claves están en
las pistas, y las pistas están en las arcillas".
NASA
No hay comentarios