La NASA observa cómo Marte perdió agua en el espacio

Tras una década de búsqueda, la misión MAVEN (Mars Atmosphere Volatile Evolution) de la NASA ha observado directamente por primera vez un elusivo proceso de escape atmosférico en Marte.

Se trata de la llamada pulverización catódica, que podría ayudar a responder antiguas preguntas sobre la historia de la pérdida de agua en Marte.

Los científicos saben desde hace tiempo, gracias a abundante evidencia, que el agua estuvo presente en la superficie de Marte hace miles de millones de años, pero aún se plantean la pregunta crucial: "¿Adónde fue el agua y por qué?".

En los inicios de la historia de Marte, la atmósfera del Planeta Rojo perdió su campo magnético y quedó expuesta directamente al viento y las tormentas solares. A medida que la atmósfera comenzó a erosionarse, el agua líquida dejó de ser estable en la superficie, por lo que gran parte escapó al espacio. Pero ¿cómo se desvaneció esta atmósfera, antes densa? La pulverización catódica podría explicarlo.

La pulverización catódica es un proceso de escape atmosférico en el que los átomos son expulsados de la atmósfera por partículas de carga energética.

"Es como lanzar una bala de cañón en una piscina", dijo en un comunicado Shannon Curry, investigadora principal de MAVEN en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder y autora principal del estudio. "En este caso, la bala de cañón son los iones pesados que chocan contra la atmósfera a gran velocidad, expulsando átomos y moléculas neutros".

Si bien los científicos habían encontrado previamente indicios de que este proceso estaba ocurriendo, nunca lo habían observado directamente. La evidencia previa provenía del análisis de isótopos de argón, tanto ligeros como pesados, en la atmósfera superior de Marte. Los isótopos más ligeros se encuentran a mayor altitud en la atmósfera que sus homólogos más pesados, y se descubrió que había muchos menos isótopos ligeros que isótopos pesados de argón en la atmósfera marciana. Estos isótopos más ligeros solo pueden eliminarse mediante pulverización catódica.

"Es como encontrar las cenizas de una fogata", dijo Curry. "Pero queríamos ver el fuego real, en este caso la pulverización catódica, directamente".

MEDICIONES CON TRES INSTRUMENTOS

Para observar la pulverización catódica, el equipo necesitó mediciones simultáneas en el lugar y momento adecuados con tres instrumentos a bordo de la nave espacial MAVEN: el Analizador de Iones del Viento Solar, el Magnetómetro y el Espectrómetro de Masas de Gases e Iones Neutros. Además, el equipo necesitaba mediciones en el lado diurno y el lado nocturno del planeta a baja altitud, cuya observación requiere años.

La combinación de datos de estos instrumentos permitió a los científicos crear un nuevo tipo de mapa del argón pulverizado en relación con el viento solar. Este mapa reveló la presencia de argón a gran altitud en los lugares exactos donde las partículas energéticas impactaron en la atmósfera y expulsaron argón, mostrando la pulverización catódica en tiempo real. Los investigadores también descubrieron que este proceso ocurre a una velocidad cuatro veces mayor de lo previsto previamente y que esta velocidad aumenta durante las tormentas solares.

La observación directa de la pulverización catódica confirma que este proceso fue una fuente principal de pérdida atmosférica en la historia temprana de Marte, cuando la actividad solar era mucho más intensa.

"Estos resultados establecen el papel de la pulverización catódica en la pérdida de la atmósfera marciana y en la determinación de la historia del agua en Marte", afirmó Curry.

El hallazgo, publicado en Science Advances, es fundamental para la comprensión científica de las condiciones que permitieron la existencia de agua líquida en la superficie marciana y sus implicaciones para la habitabilidad hace miles de millones de años.