El panel de la izquierda muestra la topografía de la superficie del polo sur de Marte, con el contorno del casquete polar sur en negro
El panel de la izquierda muestra la topografía de la superficie del polo sur de Marte, con el contorno del casquete polar sur en negro. La línea azul claro muestra el área utilizada en los experimentos de modelado y el cuadrado verde muestra la región que contiene el agua subglacial inferida. El hielo en la región tiene alrededor de 1500m de espesor. El panel de la derecha muestra la ondulación de la superficie identificada por el equipo de investigación dirigido por Cambridge. Es visible como el área roja, que se eleva de 5 a 8m por encima de la topografía regional, con una depresión más pequeña (2 a 4 m por debajo de la topografía regional) río arriba (hacia la parte superior derecha de la imagen). El contorno negro muestra el área de agua inferida por el radar en órbita. Crédito: Universidad de Cambridge.

Un equipo internacional de investigadores ha revelado nueva evidencia de la posible existencia de agua líquida debajo de la capa de hielo del polo sur de Marte. Los investigadores, dirigidos por la Universidad de Cambridge, utilizaron mediciones de la forma de la superficie superior de la capa de hielo mediante el altímetro láser de la nave en órbita para identificar patrones sutiles en su altura. Luego demostraron que estos patrones coinciden con las predicciones del modelo por ordenador sobre cómo un cuerpo de agua debajo de la capa de hielo afectaría la superficie.

Sus resultados concuerdan con las mediciones de radar de penetración de hielo anteriores, que se interpretaron originalmente para mostrar un área potencial de agua líquida debajo del hielo. Ha habido debate sobre la interpretación del agua líquida solo a partir de los datos del radar, y algunos estudios sugieren que la señal del radar no se debe al agua líquida.

«La calidad de los datos que regresan de Marte, tanto de los satélites orbitales como de los módulos de aterrizaje, es tal que podemos usarlos para responder preguntas realmente difíciles sobre las condiciones en, e incluso debajo de la superficie del planeta, usando las mismas técnicas que también usamos en Tierra«

Los resultados, publicados en la revista Nature Astronomy, proporcionan la primera línea de evidencia independiente, utilizando datos distintos al radar, de que hay agua líquida debajo de la capa de hielo del polo sur de Marte.

«La combinación de la nueva evidencia topográfica, los resultados de nuestro modelo por ordenador y los datos del radar hacen que sea mucho más probable que al menos un área de agua líquida subglacial exista en Marte hoy, y que Marte aún debe estar geotérmicamente activo para mantener el agua debajo del líquido de la capa de hielo«, afirma el profesor Neil Arnold, del Instituto de Investigación Polar Scott de Cambridge, quien dirigió la investigación.

Al igual que la Tierra, Marte tiene gruesos casquetes de hielo de agua en ambos polos, aproximadamente equivalentes en volumen combinado a la capa de hielo de Groenlandia. Sin embargo, a diferencia de las capas de hielo de la Tierra, que están sustentadas por canales llenos de agua e incluso grandes lagos subglaciales, hasta hace poco se pensaba que los casquetes polares de Marte estaban congelados hasta sus lechos debido al frío clima marciano.

Evidencias satelitales

En 2018, la evidencia del satélite Mars Express de la Agencia Espacial Europea desafió esta suposición. El satélite tiene un radar de penetración de hielo llamado MARSIS, que puede ver a través de la capa de hielo del sur de Marte. Reveló un área en la base del hielo que reflejaba fuertemente la señal del radar, que se interpretó como un área de agua líquida debajo de la capa de hielo.

Sin embargo, estudios posteriores sugirieron que otros tipos de materiales secos, que existen en otras partes de Marte, podrían producir patrones similares de reflectancia si existen debajo de la capa de hielo. Dadas las condiciones climáticas frías, el agua líquida debajo de la capa de hielo requeriría una fuente de calor adicional, como el calor geotérmico del interior del planeta, a niveles superiores a los esperados para el Marte actual. Esto dejó la confirmación de la existencia de este lago en espera de otra línea de evidencia independiente.

El equipo de investigación utilizó varias técnicas

En la Tierra, los lagos subglaciales afectan la forma de la capa de hielo suprayacente, la topografía de su superficie. El agua de los lagos subglaciales reduce la fricción entre la capa de hielo y su lecho, lo que afecta la velocidad del flujo de hielo por gravedad. Esto, a su vez, afecta la forma de la superficie de la capa de hielo sobre el lago, a menudo creando una depresión en la superficie del hielo seguida de un área elevada más abajo.

El equipo, que también incluía investigadores de la Universidad de Sheffield, la Universidad de Nantes, el University College de Dublín y la Open University, utilizó una variedad de técnicas para examinar los datos del satélite Mars Global Surveyor de la NASA sobre la topografía de la superficie de la parte del casquete polar sur de Marte, donde se identificó la señal del radar.

Una ondulación superficial de 10 a 15km

Su análisis reveló una ondulación superficial de 10 a 15 kilómetros de largo que comprende una depresión y un área elevada correspondiente, las cuales se desvían varios metros de la superficie de hielo circundante. Esto es similar en escala a las ondulaciones sobre los lagos subglaciales aquí en la Tierra.

Luego, el equipo probó si la ondulación observada en la superficie del hielo podría explicarse por el agua líquida en el lecho. Ejecutaron simulaciones de modelos informáticos de flujo de hielo, adaptadas a condiciones específicas en Marte. Luego insertaron un parche de fricción de cama reducida en la capa de hielo simulada donde el agua, si está presente, permitiría que el hielo se deslice y se acelere. También variaron la cantidad de calor geotérmico procedente del interior del planeta. Estos experimentos generaron ondulaciones en la superficie de hielo simulada que eran similares en tamaño y forma a las que el equipo observó en la superficie de la capa de hielo real.

Actividad magmática relativamente reciente

La similitud entre la ondulación topográfica producida por el modelo y las observaciones reales de la nave espacial, junto con la evidencia anterior de radar de penetración de hielo, sugieren que hay una acumulación de agua líquida debajo del casquete polar sur de Marte, y que la actividad magmática ocurrió hace relativamente poco tiempo en la subsuperficie de Marte, para permitir el calentamiento geotérmico aumentado necesario para mantener el agua en estado líquido.

«La calidad de los datos que regresan de Marte, tanto de los satélites orbitales como de los módulos de aterrizaje, es tal que podemos usarlos para responder preguntas realmente difíciles sobre las condiciones en, e incluso debajo de la superficie del planeta, usando las mismas técnicas que también usamos en Tierra«, indica Arnold. «Es emocionante usar estas técnicas para descubrir estas cosas en planetas que no sean el nuestro«.

Fuente: Nature Astronomy.

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Cofundador de Fantasymundo, director de las secciones de Libros y Ciencia. Lector incansable de ficción y ensayo, escribo con afán divulgador sobre temáticas relacionadas con el entretenimiento y la cultura cercanas a mis intereses.

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