Universo
¿Cómo desapareció el agua en el planeta Marte?
Descubren nuevas claves que explican la pérdida del agua que albergó el planeta Marte hace miles de millones de años. Un estudio liderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) analiza el papel que adquiere la inclinación del eje de rotación de Marte.
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Los indicios geológicos y mineralógicos señalan que, en un pasado muy remoto, hace más de 3.000 o 4.000 millones de años, el planeta Marte albergó grandes volúmenes de agua en forma de ríos, lagos e incluso océanos. Sin embargo, actualmente el planeta rojo es extremadamente seco y árido, dónde las condiciones de presión y temperatura impiden que el agua exista en su superficie. Tras décadas de investigación, una de las grandes incógnitas sigue aún sin resolverse: ¿Cómo desapareció y dónde fue a parar toda aquella cantidad de agua?
La oblicuidad o inclinación del eje del planeta rojo
El novedoso estudio analiza la inclinación del eje de rotación del planeta, es decir que la oblicuidad juega un papel determinante en la pérdida de hidrógeno, y por tanto de agua, en la atmósfera de Marte a lo largo del tiempo. “Para comprender el estudio hay que tener en cuenta que la oblicuidad de Marte ha cambiado mucho a lo largo de su historia”, advierte Gabriella Gilli, investigadora del IAA-CSIC que colidera el trabajo. Y añade: “El modelo climático tridimensional que hemos utilizado sugiere que, durante periodos de alta oblicuidad, la tasa de escape pudo ser hasta cerca de veinte veces superior a la actual”.
Francisco González-Galindo, investigador del IAA-CSIC y coautor principal del estudio, señala: “Si reuniéramos toda el agua presente en Marte hace entre 3 y 4 mil millones de años, obtendríamos un océano global de más de cien metros de profundidad”.
¿A dónde ha ido a parar el agua marciana?
En la actualidad, una parte del agua podría seguir presente bajo la superficie, atrapada en forma de hielo o integrada en minerales hidratados. Sin embargo, otra fracción de agua se ha perdido en el espacio a través de un proceso conocido como “escape atmosférico”, en el que los átomos y moléculas adquieren la energía suficiente para superar la atracción gravitatoria del planeta y escapar al medio interplanetario. La tasa actual de escape de hidrógeno no es suficiente para explicar, por sí sola, la pérdida de la enorme cantidad de agua que existió en el pasado.
La órbita de Marte experimenta variaciones periódicas que influyen de forma significativa en su clima. Una de las más relevantes es el cambio en la inclinación de su eje de rotación, conocida como oblicuidad. “Aunque actualmente este valor es parecido al de la Tierra —alrededor de 25 grados—, en Marte ha oscilado ampliamente a lo largo de los últimos cientos de millones de años, con una media cercana a los 35 grados”, menciona Gilli. Aunque se sabe que estas variaciones tienen una gran influencia sobre el ciclo del agua en el planeta, hasta ahora no se había investigado cómo afectan a la pérdida de agua a través del escape atmosférico.
El estudio ha explorado la relación entre la oblicuidad de Marte y la pérdida de agua a lo largo del tiempo, y ha revelado que durante los periodos en los que la inclinación del eje alcanzaba valores elevados, aumentaba la insolación en los polos. Esto intensificaba el ciclo del agua y generaba una atmósfera más cálida y húmeda. En esas condiciones, el vapor de agua alcanzaba capas más altas de la atmósfera, donde era más vulnerable a la radiación solar, que lo descomponía en átomos de hidrógeno y oxígeno. Al ser muy ligeros, los átomos de hidrógeno podían escapar con mayor facilidad al espacio, contribuyendo así a la pérdida de agua del planeta.
“Nuestros resultados indican que el escape de hidrógeno desempeñó un papel más importante en el proceso de desecación de Marte de lo que se creía hasta ahora, lo que resulta clave para reconstruir cuánta agua ha perdido el planeta en el espacio a lo largo de su historia”, señala González-Galindo.
¿Fue Marte un planeta habitable?
Comprender cómo los cambios en la inclinación del eje del planeta han intensificado el ciclo del agua y han favorecido su pérdida al espacio permite afinar la búsqueda de posibles periodos en los que Marte pudo haber sido habitable.
El trabajo de los científicos también pone de relieve hasta qué punto los parámetros orbitales pueden transformar el clima de un planeta. “Mientras que en la Tierra las variaciones son suaves gracias a la estabilización que ejerce la Luna, en Marte han provocado cambios drásticos que afectaron al agua, a la atmósfera y, en última instancia, a su potencial para sostener vida”, manifiesta González-Galindo.
“Saber cuándo y cómo se dieron las condiciones adecuadas —y cuándo dejaron de existir— es fundamental para valorar si el planeta rojo pudo albergar vida en algún momento de su historia”, destaca Gilli.
Mejoras en el modelo climático global de Marte
La herramienta clave de este estudio, el modelo climático global de Marte (Mars Planetary Climate Model, Mars-PCM), fue desarrollada inicialmente por el Laboratoire de Météorologie Dynamique de París, en colaboración con otras instituciones internacionales. Desde hace más de dos décadas, el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) participa activamente en su desarrollo y optimización.
El IAA-CSIC ha incorporado mejoras fundamentales en el modelo climático global de Marte, incluyendo nuevos compuestos y reacciones químicas que han permitido, por primera vez, reproducir con precisión las observaciones del escape de hidrógeno realizadas, entre otras, por las misiones MAVEN (NASA) y Mars Express (ESA).
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