Por qué un antiguo colapso de CO2 hizo fluir el agua en Marte

En un Marte frío y primitivo, ríos recorrían su superficie y un vasto lago, similar al Mar Mediterráneo, se expandía bajo gruesas capas de hielo, según un estudio publicado en Journal of Geophysical Research: Planets.

El artículo, liderado por el científico Peter Buhler del Planetary Science Institute, explica cómo, hace unos 3.600 millones de años, el dióxido de carbono se congeló en la atmósfera marciana y se acumuló sobre una capa de hielo en los polos. Este proceso aisló el calor proveniente del interior de Marte, aumentando la presión sobre el hielo y provocando que casi la mitad del agua disponible en el planeta se derritiera, fluyendo por su superficie sin necesidad de un calentamiento climático adicional.

El trabajo anterior de Buhler se centró en modelar el ciclo moderno del dióxido de carbono en Marte. Recientemente, amplió su modelo para investigar el intercambio de dióxido de carbono con el regolito marciano, o arena y rocas. Al hacerlo, su modelo encapsula el ciclo completo del dióxido de carbono desde el regolito, a la atmósfera, a los casquetes polares congelados.

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Por qué un antiguo colapso de CO2 hizo fluir el agua en Marte

“Este modelo describe los orígenes de las principales características del paisaje de Marte -como el lago más grande, los valles más grandes y el sistema de eskers más grande (restos de ríos que alguna vez fluyeron bajo una capa de hielo)- de una manera autoconsistente”, dijo Buhler en un comunicado. “Y solo se basa en un proceso que ya vemos hoy, que es simplemente el dióxido de carbono que se desprende de la atmósfera”, agregó.

Desde la década de 1970, los científicos saben que gran parte del dióxido de carbono de Marte está atrapado en el regolito, formando capas de una sola molécula de grosor alrededor de cada grano.

Cuando Buhler incorporó el regolito a su modelo, descubrió que “la atmósfera en realidad se encuentra en tránsito”, explicó. “Actúa como un conducto para el proceso principal, que es el intercambio entre el regolito y la capa de hielo del polo sur, un fenómeno que continúa ocurriendo hoy en día”, comentó.

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Este ciclo está determinado por el grado de inclinación rotacional de Marte, el cual cambia lentamente de un lado a otro cada 100 mil años marcianos.

Cuando Marte gira casi de manera vertical, los polos reciben poca luz solar directa, mientras que el ecuador es calentado por el sol. En este escenario, el dióxido de carbono se libera del regolito y asciende hacia la atmósfera. Al llegar a los polos fríos, se congela y se deposita sobre la capa de hielo.

En cambio, cuando Marte se inclina significativamente, los polos reciben más calor solar, lo que provoca que el hielo de dióxido de carbono se sublime (pasando directamente de sólido a gas). Este gas luego es absorbido nuevamente por el regolito más frío, como si fuera una esponja, explicó Buhler.

Este modelo se ajusta bien al Marte actual, por lo que Buhler decidió probar cómo funcionaría en una época en la que el planeta tenía una atmósfera mucho más densa en dióxido de carbono, hace unos 3.600 millones de años. Los científicos creen que en ese período la atmósfera marciana comenzó a colapsar y se instauró el ciclo del dióxido de carbono que Buhler describió. Además, hay evidencias de que esta época coincide con la formación de muchas redes de valles fluviales, aunque aún persisten debates sobre las condiciones climáticas que podrían haber facilitado su creación.

En el modelo propuesto por Buhler, una capa de dióxido de carbono de 0,6 kilómetros de espesor se deposita sobre una capa de hielo de agua de 4 kilómetros de espesor, similar en grosor a la que existe actualmente en el polo sur de Marte. El dióxido de carbono actúa como un potente aislante, atrapando el calor que emana del interior caliente del planeta. Además, ejerce presión sobre la capa de hielo de agua.

Estas condiciones combinadas provocan el derretimiento de grandes cantidades de agua en la base de la capa de hielo, según descubrió Buhler.

El agua derretida luego se filtra hacia la corteza marciana, a lo largo de los bordes de la capa de hielo. Allí, el agua subterránea intenta escapar, pero se congela en forma de permafrost.

Cómo los ríos que salen de los glaciares en la Tierra

“Ahora tenemos la capa en la parte superior, un nivel freático saturado debajo y permafrost en los lados”, dijo Buhler. “La única forma que queda para que el agua pase es a través de la interfaz entre la capa de hielo y la roca debajo de ella. Es por eso que en la Tierra vemos ríos que salen de debajo de los glaciares en lugar de simplemente drenar hacia el suelo”.

El agua derretida forma ríos en la base de la capa de hielo, que a su paso dejan crestas de grava conocidas como eskers. Los científicos identificaron numerosos eskers cerca del polo sur, cuyos tamaños coinciden con los ríos subglaciales predichos por el modelo de Buhler.

Fuente: Europa Press