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Espacio

¿Por qué perdió Marte su atmósfera?

Un planeta que podía ser potencialmente habitable se tornó desértico y frío al perder su gas atmosférico

15.04.2017 | 13:38
Así fue como se desintegró la atmósfera de Marte.

El viento solar y la radiación fueron los responsables de que desapareciera la atmósfera marciana, haciendo de un planeta potencialmente habitable un mundo desértico y frío.

"Hemos determinado que la mayor parte del gas presente en la atmósfera de Marte se ha perdido en el espacio", dijo Bruce Jakosky, investigador principal de la misión de la NASA Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission (MAVEN), de la Universidad de Colorado en Boulder.

El equipo hizo esta determinación a partir de los últimos resultados, que revelan que alrededor del 65 por ciento del argón que se encontraba en la atmósfera se ha perdido. Jakosky es autor principal de un artículo sobre esta investigación que se publica en 'Science'.

En 2015, los miembros del equipo de MAVEN anunciaron previamente resultados que mostraron que el gas atmosférico sigue perdiéndose en el espacio hoy y describieron cómo sucede ese proceso. El presente análisis utiliza las mediciones de la atmósfera de hoy día para la primera estimación de cuánto gas se perdió a través del tiempo.

El agua líquida, esencial para la vida, no es estable en la superficie de Marte actualmente porque la atmósfera es demasiado fría y delgada para soportarla. Sin embargo, la evidencia de cómo rasgos parecidos a los lechos secos de ríos y minerales que sólo se forman en presencia de agua líquida, indica que el antiguo clima marciano era muy diferente, lo suficientemente caliente como para que el agua fluya sobre la superficie durante largos períodos.

"Este descubrimiento es un paso significativo para desentrañar el misterio de los ambientes pasados de Marte", dijo Elsayed Talaat, científico del programa MAVEN, en la sede de la NASA en Washington. "En un contexto más amplio, esta información nos enseña sobre los procesos que pueden cambiar la habitabilidad de un planeta con el tiempo".

Hay muchas maneras en que un planeta puede perder parte de su atmósfera. Por ejemplo, las reacciones químicas pueden bloquear el gas en rocas superficiales, o una atmósfera puede ser erosionada por la radiación y un viento estelar de la estrella madre de un planeta.

El culpable es el Sol


El nuevo resultado revela que el viento solar y la radiación fueron responsables de la mayor parte de la pérdida atmosférica en Marte, y el agotamiento fue suficiente para transformar el clima marciano. El viento solar es una corriente delgada de gas eléctricamente conductor que sopla constantemente fuera de la superficie del sol.

El Sol primitivo tenía una radiación ultravioleta y viento solar mucho más intensos, por lo que la pérdida atmosférica por estos procesos fue probablemente mucho mayor en la historia de Marte. Según el equipo, estos procesos pueden haber sido los dominantes que controlan el clima y la habitabilidad del planeta. Es posible que la vida microbiana pudiera haber existido en la superficie temprana en la historia de Marte. A medida que el planeta se enfriaba y se secaba, cualquier vida podría haber sido conducida subterráneamente o forzada a raros oasis superficiales.

Jakosky y su equipo obtuvieron el nuevo resultado midiendo la abundancia atmosférica de dos isótopos diferentes de gas argón. Los isótopos son átomos del mismo elemento con diferentes masas. Dado que el isótopo más ligero escapa al espacio más fácilmente, dejará el gas remanente enriquecido en el isótopo más pesado. El equipo utilizó la abundancia relativa de los dos isótopos medidos en la atmósfera superior y en la superficie para estimar la fracción del gas atmosférico que se ha perdido en el espacio.

Como "gas noble" el argón no puede reaccionar químicamente, no puede ser secuestrado en las rocas; el único proceso que puede eliminar gases nobles en el espacio es un proceso físico llamado "pulverización" por el viento solar. Los iones recogidos por el viento solar pueden afectar a Marte a altas velocidades y físicamente golpean el gas atmosférico en el espacio. El equipo siguió el argón, ya que sólo se puede eliminar por pulverización. Una vez que se determinó la cantidad de argón perdido por pulverización catódica, podrían utilizar esta información para determinar la pérdida de pulverización de otros átomos y moléculas, incluido el dióxido de carbono (CO2).

El CO2 es de interés porque es el principal componente de la atmósfera de Marte y porque es un eficiente gas de efecto invernadero que puede retener el calor y calentar el planeta. "Determinamos que la mayor parte del CO2 del planeta también se perdió en el espacio por este fenómeno", dijo Jakosky. "Hay otros procesos que pueden eliminar el CO2, por lo que esto da la cantidad mínima de CO2 que se ha perdido en el espacio".

El equipo hizo su estimación usando datos de la atmósfera superior marciana, que fue recolectada por el Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS) de MAVEN. Este análisis incluyó medidas de la superficie marciana realizadas por el instrumento de Análisis de Muestras en Marte (SAM) de la NASA a bordo del rover Curiosity.

"Las mediciones combinadas permiten una mejor determinación de la cantidad de argón marciano que se ha perdido en el espacio durante miles de millones de años", dijo Paul Mahaffy, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "El uso de mediciones de ambas plataformas indica el valor de tener múltiples misiones que hacen mediciones complementarias".

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