Descubriendo los secretos de Marte: ¿por qué dejó de parecerse a la Tierra?

Marte nos ha fascinado, probablemente, desde el momento en que el primer humano dirigió su mirada hacia el cielo nocturno. La exploración espacial contemporánea hace patente esta fascinación persistente. Desde los años 1960, más de 40 misiones han intentado llegar al planeta rojo. Como resultado de estas incursiones, actualmente hay tres vehículos espaciales activos en la superficie de Marte, además de un módulo de aterrizaje con un helicóptero espacial, y ocho orbitadores que giran alrededor del planeta.

“Aunque muchos de los planetas y lunas de nuestro sistema solar son muy interesantes, Marte es un tanto especial”, indica François Forget, científico atmosférico de la Universidad de la Sorbona (Francia). “A día de hoy, Marte y la Tierra son dos planetas bastante parecidos, pero en el pasado, hace 3.000 o 4.000 millones de años, guardaban incluso una mayor similitud”. Aunque la exploración exhaustiva realizada hasta la fecha nos ha permitido obtener una gran cantidad de datos geológicos, todavía queda mucho por descubrir sobre el cuarto planeta más cercano al Sol.

Existen indicios de que, en su momento, el hemisferio norte de Marte estuvo cubierto por un vasto océano, mientras que en otros lugares pueden observarse barrancos esculpidos por ríos y glaciares. Sin embargo, los procesos climáticos que conformaron el planeta hasta su estado actual siguen siendo todo un misterio. Hace 4.000 millones de años, cuando empezó a aparecer vida en la Tierra, en Marte había ríos y lagos de agua líquida. Esta circunstancia plantea la posibilidad de que también se desarrollara vida en Marte.

Por otra parte, la comunidad científica también está interesada en los procesos que crearon el planeta seco y desértico que observamos a día de hoy, y en todo lo que ello podría revelar sobre el clima de la Tierra. Algunas zonas de la superficie de Marte tienen más de 3.000 millones de años, algo que no ocurre en la Tierra, ya que esta se ha visto fundamentalmente alterada por la vida, que ha borrado gran parte de la historia anterior del planeta.

Además, hay otro factor que hace de Marte un lugar especial: es un destino al que los humanos esperamos poder llegar en algún momento. Tanto la Agencia Espacial Europea (ESA) como la NASA están trabajando para poder enviar a sus astronautas a Marte.

Forget es el investigador principal de un proyecto financiado por la UE que desarrolla un modelo para conocer la evolución de Marte, en un intento de responder a algunas de las preguntas sobre la historia del planeta. El proyecto, llamado Mars through time (Marte a través del tiempo, en inglés), se inició a finales de 2019 y se extenderá hasta la mayor parte de 2025. Según Forget, los modelos climáticos actuales de Marte solamente abarcan períodos cortos de su historia (varios años), por lo que simular el impacto de elementos como glaciares, ríos y lagos resulta complicado, especialmente a largo plazo.

El modelo del proyecto se ha diseñado para que cubra miles de años (o incluso millones) y para que simule tanto la evolución de las características geológicas como los cambios atmosféricos. Mientras que los modelos climáticos actuales parten de suposiciones acerca de dónde se encontraba el agua en la superficie del planeta, este nuevo modelo de la evolución de Marte está diseñado para calcular en qué lugares del planeta el agua se desarrolló de forma natural y habría alcanzado un equilibrio estable, explica Forget.

Esto se consigue incorporando más detalles al modelo, como el efecto de los microclimas. Por ejemplo, las laderas orientadas hacia los polos de un planeta son generalmente más frías, lo que puede dar lugar a la formación de hielo y glaciares. En las laderas más cálidas, orientadas hacia el ecuador, es más probable que se encuentre agua en estado líquido. “Si quisiéramos simular el planeta Tierra sin saber nada sobre él, probablemente situaríamos el agua en los océanos y, poco a poco, el modelo evolutivo de la Tierra iría formando, por ejemplo, los mantos de hielo de la Antártida”, indica Forget. “Queremos hacer lo mismo en Marte y, de esta manera, el modelo evidentemente creará lagos, mares y ríos”.

Este modelo también incorpora cambios de gran alcance que ocurren en escalas de tiempo geológico muy extensas. La inclinación del eje rotacional de Marte, conocida como oblicuidad, suele cambiar cada 50.000 años y lleva consigo cambios climáticos a gran escala.

Cicatrices de glaciares de CO₂

Para usar el modelo, los científicos se basan en datos conocidos sobre el pasado de Marte, acerca de la geología y la topografía, la ubicación de ríos, lagos y glaciares y la composición atmosférica. Sin embargo, también hacen algunas hipótesis sobre los datos que se desconocen. Cuando la simulación está en funcionamiento, el equipo de investigación involucrado ajusta dichas suposiciones y parámetros hasta que la evolución del modelo se ajusta a los conocimientos que existen sobre Marte en el pasado y en el presente. Una vez que el modelo coincide con los registros geológicos, proporciona información sobre el medioambiente, la química y la atmósfera del planeta; y también sobre los cambios que se experimentaron, explica Forget.

Hasta el momento, el modelo ha confirmado que algunas morrenas (restos dejados por los glaciares) de aspecto extraño proceden, probablemente, de glaciares formados por dióxido de carbono congelado. Las simulaciones también sugieren la forma en la que se podrían haber formado estos glaciares de CO₂ y cómo estos habrían causado cambios drásticos en la composición de la atmósfera de Marte.

Para probar una teoría sobre la posible existencia de agua líquida en la superficie de Marte en el pasado, los científicos introdujeron en el modelo un parámetro basado en altas concentraciones de hidrógeno. Querían obtener pistas sobre cómo el clima de Marte podría haberse calentado lo suficiente como para hacer posible la existencia de lagos y ríos en estado líquido. Y el modelo demostró que, si Marte hubiera tenido en su momento una atmósfera rica en hidrógeno, se podría haber producido un importante efecto invernadero, lo que habría aumentado la temperatura del planeta.

Además, contar con un mayor conocimiento sobre la formación de los glaciares y de los sitios donde podría existir actualmente agua congelada sería de ayuda para las misiones tripuladas a Marte. “Según la NASA, el hecho de tener acceso sin muchas dificultades a agua congelada en Marte tendría gran utilidad”, explica Forget. “La NASA ha creado equipos de trabajo para determinar las ubicaciones de esas reservas, y el proyecto Mars through time podría contribuir enormemente a este fin”.

Las investigaciones de la UE también podrían ofrecer información sobre lugares en los que podría encontrarse agua líquida. En este sentido, las agencias espaciales quieren evitar a toda costa el aterrizaje en estas zonas. Esto es debido a un concepto llamado protección planetaria. La última intención de los primeros astronautas que llegasen a Marte sería contaminarlo con microorganismos provenientes de la Tierra; especialmente en zonas con agua en estado líquido, donde podrían llegar a proliferar.

Artículo publicado originalmente en Horizon, la Revista de Investigación e Innovación de la Unión Europea.

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