Marte disfrutó de eventos cálidos durante 40 millones de años

Científicos de Harvard han determinado los mecanismos químicos por los cuales el antiguo Marte era capaz para mantener suficiente calor en sus primeros días para albergar agua y posiblemente vida.

El hecho de que el Marte frío y seco de hoy tuviera ríos y lagos hace varios miles de millones de años ha desconcertado a los científicos durante décadas.

"Ha sido un verdadero misterio que hubiera agua líquida en Marte, porque Marte está más lejos del Sol y, además, el Sol era más débil al principio", dijo en un comunicado Danica Adams, becaria postdoctoral de la NASA en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS), y autora principal del nuevo artículo publicado en Nature Geoscience.

Anteriormente se había teorizado que el hidrógeno era el ingrediente mágico que, mezclado con dióxido de carbono en la atmósfera marciana, desencadenaba episodios de calentamiento de efecto invernadero. Pero la vida útil del hidrógeno atmosférico es corta, por lo que se requirió un análisis más detallado.

Ahora, Adams, Robin Wordsworth, profesor de Ciencias Ambientales e Ingeniería en SEAS, y su equipo han realizado un modelado fotoquímico (similar a los métodos utilizados hoy para rastrear contaminantes del aire) para completar los detalles de la relación de la atmósfera marciana primitiva con el hidrógeno y Cómo esa relación cambió con el tiempo.

"El Marte primitivo es un mundo perdido, pero puede reconstruirse con gran detalle si hacemos las preguntas correctas", afirmó Wordsworth. "Este estudio sintetiza por primera vez la química atmosférica y el clima, para realizar algunas predicciones sorprendentes, que podrán comprobarse una vez que traigamos rocas de Marte a la Tierra".

Adams modificó un modelo llamado KINETICS para simular cómo una combinación de hidrógeno y otros gases que reaccionaban tanto con el suelo como con el aire controlaban el clima marciano primitivo.

PERIODOS CÁLIDOS DURANTE 40 MILLONES DE AÑOS

Descubrió que durante los períodos Noéico y Hespérico, hace entre 4 y 3 mil millones de años, Marte experimentó períodos cálidos episódicos a lo largo de unos 40 millones de años, y que cada evento duró 100.000 años o más. Estas estimaciones son consistentes con las características geológicas de Marte actual. Los períodos cálidos y húmedos fueron impulsados por la hidratación de la corteza, o la pérdida de agua en el suelo, que suministró suficiente hidrógeno para acumularse en la atmósfera durante millones de años.

Durante las fluctuaciones entre climas cálidos y fríos, la química de la atmósfera de Marte también fluctuaba. El CO2 es alcanzado constantemente por la luz solar y se convierte en CO. En períodos cálidos, el CO podría reciclarse nuevamente en CO2, haciendo que el CO2 y el hidrógeno sean dominantes. Pero si hiciera frío durante suficiente tiempo, el reciclaje se ralentizaría, acumularía CO y daría lugar a un estado más reducido, es decir, menos oxígeno. Los estados redox de la atmósfera cambiaron drásticamente con el tiempo.

"Hemos identificado escalas de tiempo para todas estas alternancias", dijo Adams. "Y hemos descrito todas las piezas en el mismo modelo fotoquímico".

El trabajo de modelado brinda nuevos conocimientos potenciales sobre las condiciones que sustentaron la química prebiótica (las bases de la vida posterior tal como la conocemos) durante los períodos cálidos, y los desafíos para la persistencia de esa vida durante los intervalos de frío y oxidación. Adams y otros están empezando a trabajar para encontrar evidencia de esas alternancias usando modelos químicos isotópicos, y planean comparar esos resultados con las rocas de la próxima misión Mars Sample Return (MRS).

Como Marte carece de tectónica de placas, a diferencia de la Tierra, la superficie que vemos hoy es similar a la de hace mucho tiempo, lo que hace que su historia de lagos y ríos sea mucho más intrigante. "Es un excelente caso de estudio sobre cómo los planetas pueden evolucionar con el tiempo", afirmó Adams.