Flujo y reflujo del agua en Marte

La polémica sobre las posibles interpretaciones de las rocas de Meridiani Planum, la zona actualmente explorada por el robot de la NASA Opportunity, ha vuelto a poner de actualidad el debate sobre la historia del agua en Marte. Se trata de un tema crítico para la filosofía de la exploración del planeta, en estos momentos dominada por el énfasis en evaluar sus posibilidades biológicas. Este artículo resume los argumentos a favor y en contra de que Marte haya disfrutado de un clima húmedo durante buena parte de su historia.

El título está tomado en préstamo de un número de la revista Nature de diciembre pasado, que contenía artículos según los cuales la celebrada playa de Meridiani Planum nunca había conocido ni un palmo de agua. Así pues, marea baja de nuevo, después de un aparente triunfo del bando hidráulico. Es por ahora el último episodio de un debate que se remonta a 1972, cuando se descubrieron en Marte las sorprendentes huellas de antiguas grandes inundaciones. Desde entonces, casi nadie ha discutido que nuestro vecino rojo comenzó su peripecia vital con una importante dotación de agua. Mucho más complicado ha sido rastrear la evolución y destino actual de ese líquido que, según el primer dogma de la astrobiología, es la clave de la vida.

La desecación se habría producido en la primera parte de la historia del planeta

Cientos de cauces estrechos surcan buena parte de las tierras altas marcianas

Al calcular la cantidad de agua que había excavado los canales gigantes, los geólogos de la NASA concluyeron que Marte había conocido ríos que empequeñecían a los mayores terrestres, con caudales diez mil veces más grandes que los de padres de las aguas como el Misisipí. Algunos autores llegaron a proponer un sistema de canales que recorría el planeta entero, desde las tierras altas del polo sur hasta la gran depresión del norte, por lo que habría sido la mayor red de drenaje de todo el Sistema Solar.

Sin embargo, no había forma de saber cuánto tiempo habían durado las inundaciones. Como unos caudales tan enormes eran imposibles de mantener, se supuso que las riadas habían sido cortas y catastróficas, causadas por acontecimientos excepcionales como erupciones volcánicas o impactos de asteroides. La percepción de los flujos de agua como eventos instantáneos fue sin duda la causa de que los geólogos de la NASA no viesen lo que después ha parecido evidente: que en Marte, igual que en la Tierra, los ríos desembocan en cuerpos de agua estables.

Por el contrario, los especialistas supusieron que de alguna forma el agua marciana volvería a infiltrarse casi inmediatamente. Sólo 20 años después comenzó a hablarse de mares en Marte: había nacido Oceanus Borealis, un mar alojado en la gran depresión septentrional. Su tamaño era mediterráneo; su existencia, hipotética.

El deuterio es la variante pesada del hidrógeno, el elemento del que está compuesto el 70% del Universo. Cuando forma moléculas de agua líquida, su mayor masa le hace más resistente a la evaporación, y por ello se concentra en los residuos líquidos. Al analizar la escasísima agua de la atmósfera marciana, se encontró que el deuterio era cinco veces más abundante que en la Tierra. Esta anomalía, también registrada en Venus, se interpreta como la huella inequívoca de la evaporación de grandes masas de agua. Los causantes de esas catástrofes climáticas son los rayos ultravioleta, que rompen eficazmente las moléculas de agua que se aventuran demasiado alto, algo inevitable en un cuerpo de pequeña masa, o muy cercano al Sol.

Parece por tanto que Marte tuvo mares y los perdió. Esta hipótesis se confirmó analizando los raros meteoritos procedentes de Marte, los cuales permitieron incluso poner fecha a la pérdida del océano. Meteoritos formados hace 1.300 millones de años (o sea, a mediados de septiembre, si redujésemos a un año los 4.500 millones de años de la historia planetaria) ya están enriquecidos en deuterio. Según esto, la desecación de Marte se habría producido en la primera parte de la historia del planeta. Hasta aquí está de acuerdo la mayoría de los científicos; pero la historia posterior es algo más complicada

Los grandes canales de inundación no son los únicos de Marte. Cientos de cauces estrechos y ramificados surcan buena parte de las tierras altas marcianas. Aunque la mayoría son muy antiguos (hasta final de febrero en esa historia planetaria comprimida a un año), quizá uno de cada diez se pudo formar más tarde (¿mediados de abril?) e incluso mucho después, en tiempos relativamente recientes. Esto significaría que el planeta pudo conservar, sin duda en el subsuelo, una parte de su agua. Pero los volcanes son como extractores de gases (en general, de fluidos) del interior de los cuerpos planetarios. En periodos de actividad intensa, exprimirían parte del agua interna y Oceanus Borealis volvería a llenarse parcialmente. Este proceso pudo producirse hasta tres veces, aunque cada una de ellas con menor volumen de agua.

Las sondas espaciales hoy en órbita marciana contienen instrumentos de tecnología muy avanzada, entre cuyas mejores habilidades figura la de poder analizar minerales. En abril de 2004, un espectrómetro en la sonda Mars Express, de la Agencia Europea del Espacio (ESA), detectó "por primera vez" hielo bajo el polo sur de Marte, afirmación que provocó la irritación de la NASA, uno de cuyos espectrómetros había localizado grandes cantidades de hidrógeno (cuya única ubicación lógica era, claro está, el agua) en la misma zona unos meses antes.

Escaramuzas aparte entre las agencias, esta nueva tecnología debería permitir discriminar ideas discutidas, como la del océano intermitente. La superficie de un planeta con largos periodos húmedos en su pasado reciente debería estar sembrada de minerales hidratados (por ejemplo, arcillas); por el contrario, en un planeta desecado deberían abundar los minerales que son inestables en presencia de agua.

Los primeros resultados han sido ambiguos. Se han encontrado arcillas, pero en cantidades limitadas, lo que es compatible con el flujo de caudales modestos de agua a partir de abril (en nuestra equivalencia temporal). Sin embargo, la abundancia del mineral olivino (típico de los basaltos, y que se altera con gran facilidad en presencia de agua) ha sido tomada como prueba de que el actual clima seco y helado ha prevalecido desde hace miles de millones de años.

En este ambiente de controversia, los artículos sobre Meridiani Planum citados al principio han supuesto un golpe de efecto contra las hipótesis hidráulicas, según las cuales las rocas de esta zona eran sedimentos depositados en la ribera de un mar o un lago salino y ácido.

Por el contrario, ahora un grupo sostiene que los materiales son de origen volcánico, mientras que otro propone que son salpicaduras de un impacto asteroidal (véase EL PAÍS, 28 de diciembre de 2005). Las tres hipótesis se apoyan en ejemplos terrestres, lo que debería volvernos prudentes a la hora de interpretar rocas marcianas: rara vez una determinada estructura indica de forma segura un único origen.

A la espera de nuevos datos (y esta espera será sin duda corta, porque en estos momentos hay un flujo continuo de información procedente de Marte), algunas otras reflexiones se imponen. ¿Perdió Marte, como Venus, toda su hidrosfera en su juventud? ¿Estuvo desde entonces la superficie de los dos planetas dominada por un implacable vulcanismo, cuyos gases azufrosos quedaron reflejados en la acidez de los residuos de agua? ¿Sería por tanto la vida tan improbable en Marte como lo es en Venus?

Por otra parte, dado que algunas ideas sobre el origen de la vida en la Tierra se basan en la existencia de arcillas, ¿significa su presencia en Marte un potencial biológico importante? El futuro de la astrobiología, una interesante y discutida nueva especialidad científica, pende de interrogantes como éstos.

Francisco Anguita es profesor de Geología Planetaria en la Universidad Complutense.