Un Marte antiguo húmedo y frío: glaciares y un océano boreal

Por Daniel Marín, el 8 febrero, 2022. Categoría(s): Astronomía • Marte ✎ 136

El gran debate sobre el pasado de Marte gira alrededor de una contradicción: las evidencias geológicas apuntan a que el planeta rojo tuvo un pasado caliente y húmedo con ríos y lagos, mientras que los modelos teóricos favorecen un pasado frío y helado con la mayor parte del agua superficial en forma de hielo. Las dos opciones también presentan problemas, porque un clima demasiado caliente y húmedo habría generado un mayor grado de erosión superficial de la que se puede contemplar hoy en día. Del mismo modo, un Marte muy frío no habría podido tener nunca un océano en el hemisferio norte y, de hecho, incluso un clima relativamente frío habría impedido la formación de tsunamis, aunque hay pruebas de que ambos fenómenos existieron.

Un Marte antiguo frío y húmedo con glaciares y un oceanus borealis (CNRS).

Hace años que los investigadores intentan reconciliar estas dos visiones del pasado marciano de varias maneras. La más sencilla es que suponer que ambos modelos son correctos. ¿Cómo puede ser esto posible? Pues con la alternancia temporal de periodos cálidos con otros más fríos. No obstante, esta solución puede acarrear más problemas que ventajas. Otras soluciones pasan por imaginar otros modelos climáticos. El último es el propuesto recientemente por un equipo de investigadores liderado por el francés Frédéric Schmidt usando la simulación ROCKE-3D del centro Goddard de la NASA. Según este nuevo modelo, el clima del Marte primigenio no fue caliente y húmedo ni frío y helado, sino una mezcla, o osea, húmedo y frío. El modelo climático del equipo de Schmidt sugiere que la temperatura media del planeta hace tres mil millones de años —más o menos al final del periodo Hespérico— estaba por debajo de los 0 ºC —frío—, pero, contra todo pronóstico, sería posible la presencia de un oceanus borealis de manera continua en el hemisferio norte —húmedo—.

¿Caliente y húmedo o frío y helado? ¿Cómo era el Marte del periodo Noeico? (Wei Luo / James W. Head et al. / NASA).

Este Marte frío y húmedo presentaba un hemisferio sur cubierto por hielo, con grandes glaciares que desembocaban en el océano del hemisferio norte. Además de nevadas ocasionales, el planeta rojo experimentaría precipitaciones moderadas en forma de lluvia en sobre el océano y en las costas del mismo. Este modelo no es el primero que apunta a un Marte frío y húmedo, aunque sí el primero que se basa en la coexistencia de un hemisferio sur cubierto de hielo y glaciares con un hemisferio norte con un océano de agua líquida. La clave del nuevo modelo ha sido la simulación al mismo tiempo de las corrientes atmosféricas y de los flujos de hielo y agua en los glaciares y el océano, respectivamente. Esta circulación habría permitido que la temperatura superficial del océano boreal fuese de 4,5 ºC, a pesar de que la temperatura planetaria media estuviera por debajo de los 0 ºC.

Resultados del modelo climático que favorece un Marte frío y húmedo (Schmidt et al.).

Este Marte frío y húmedo permite reconciliar las evidencias geológicas con los modelos climáticos, pero lo más fascinante es que, de ser cierto, este modelo implica que el planeta vecino fue habitable durante más tiempo de lo que esperaba, una hipótesis que se ve reforzada gracias a otras pruebas, como la relativa juventud de los últimos lagos marcianos. Marte habría tenido agua líquida en su superficie no solo durante el periodo Noeico —hace 4100 – 3700 millones de años—, sino también durante gran parte del periodo Hespérico —3700 – 3000 millones de años—. La mayor presión atmosférica en el hemisferio norte —que tiene una altitud media significativamente inferior a la del hemisferio sur— ayudaría a mantener el agua del océano boreal en estado líquido. Precisamente, la densidad atmosférica del Marte antiguo es fundamental para conocer hasta qué punto esta teoría es plausible. El Marte frío y húmedo requiere una presión atmosférica de un bar de dióxido de carbono, con un 10% de hidrógeno.

Ritmo de pérdida atmosférica en Marte según los datos de MAVEN (MAVEN/NASA).

La misión MAVEN de la NASA y otras sondas han demostrado que la mayor parte de la atmósfera marciana se perdió al espacio por acción del viento solar. En concreto, se cree que la atmósfera marciana primigenia tenía una presión de unos 800 milibares de dióxido de carbono, con una contribución adicional indeterminada procedente de otros gases como el hidrógeno. No obstante, los modelos creados a partir de los datos de MAVEN apuntan a que durante el periodo Hespérico la presión ya había caído hasta los 100 milibares. Naturalmente, todavía hay margen para salvar la teoría del océano boreal en el periodo Hespérico si esta pérdida atmosférica tuvo lugar de forma más lenta de la calculada hasta la fecha. Los investigadores apuntan además a que los datos que pueda aportar el rover chino Zhurong podrían ser importantes para corroborar la hipótesis del Marte frío y húmedo, ya que este robot se encuentra en una zonza del hemisferio norte que se supone estuvo cubierta por las aguas del oceanus boralis.

Referencias:

  • Frédéric Schmidt et al., Circumpolar ocean stability on Mars 3 Gy ago, https://doi.org/10.1073/pnas.2112930118, 25 enero 2022.


136 Comentarios

        1. Si no quieres sorprendente deberías seguir a alguien más que los «fanbois» si quieres enterarte de cualquier cosa que tenga que ver con SpaceX y no sea propaganda positiva 🙂

          Lo de «B4S20» se sabe desde hace meses. En principio eran rumores y desmentidos, pero cuando el río suena… yo lo fui reflejando por aquí de vez en cuando, intentando señalar cuándo era opinión y cuando estaba basado en fuentes. Hace un mes una fuente bastante solvente (Avalaerion) publicó en reddit que el «B4» tenía daños irreparables por las (mínimas) pruebas criogénicas, junto con el transporte y manipulación (!!). Ídem con los motores, que se han pintado para evitar que se corroyesen más allá de lo estéticamente aceptable durante su rol como cartel anunciador estos días.

          Por cierto, de B5S21 nada de nada. De hecho, la misma fuente (no se si de manera fiable, pero de nuevo, si el río suena…) indica que es improbable que intenten un vuelo orbital este año.

          1. Astra tiene problemas con su cohete, Blue Origin desaparecida, SLS y sus eternos retrasos y sobrecostos, China tiene retraso con su CZ-9, Ariane 6 sera que este año si,
            y critican porque SpaceX no le funciona un primer prototipo de SH-SS. son prototipos de prueba

            como sea para estar bien informado actualización en Boca Chica sobre el estado SH-SS
            Jueves 10 de febrero, 8:00 p.m. hora de Texas

          2. Primero SS iba a ser revolucionariamente mejor, más rápido, más barato, más capaz, y todos los superlativos imaginables – especialmente utilizando la chapuza, perdón, método innovadoramente iterativo de Boca Chica. Ahora el argumento es «y tú más (mal)».

            Sólo queda esperar el «aunque los demás van mejor, no les va tan mal».

            PS: Astra sigue la estela metodológica y filosófica de SpaceX, por cierto, con resultados… digamos mixtos (pero financiación invariablemente gubernamental). Por lo menos el resto no llevan prometiendo fantasías en Marte para mañana mismo desde hace años, sin admitir problemas nada más que cuando les conviene, ni decenas de prototipos cogidos con pinzas y vendidos como vehículos «casi operativos».

          3. recuerdo el prototipo de Starship llamado Star Hopper, parecía tan burdo,
            después cuantas versiones de Starship hubo, recuerdo la SN1 Mk1,
            a partir de ahí hubo tres generaciones de Starship, cada vez mas refinadas y avanzadas,
            en la tercera generación voló la SN15, fue un éxito, no hubo necesidad de las SN16 a la SN-19,
            y una nueva generación de Starship apareció con la SN20 que seguramente no volara, pero si alguna de numeración mas alta.
            cuando fue exitoso lo de la SN15 SpaceX se enfoco mas en el colosal cohete Super Heavy, y ahí esta el SuperHeavy llamado ahora B4, con todas las imperfecciones del mundo, con problemas en la producción de suficientes raptor, pero es palpable, sirve para ejercitar y experimentar, y mostrar que la cosa es en serio.
            tal vez la SN20/B4 no vuele pero volara la digamos SN22/B6 asie ne le primer intento explote, pero esos son los riesgo de lo nuevo.
            al final son prototipos de prueba sujetos a la mejora y no se puede pretender que todo salga bien en los inicios, siempre en la historia de la humanidad las grandes inversiones o desarrollos comenzaron con tropiezos, y si no que lo digan los hermanos Hermanos Wright que casi se matan tratando de volar su primer avión.
            si esta travesía de retos tiene éxito Starship jalonara la exploración espacial con los viajes tipo interplanetario, sino se seguirá conservando el negocio montado por el “Old Space”, -y mejor para Rusia, mejor para China-.

          4. Interesante -e incorrecta- reinterpretación a posteriori de los hechos.

            La suerte de las «SN-16» a 19 ya había sido decidida antes del «éxito» (que no fue tal, simplemente un pulido de la maniobra de aterrizaje final, visto los fallos de propulsión, el haber dejado lo del tanque de cabecera por perdido, la imprecisión en el aterrizaje que no le costó volcar y seguir la suerte de las precedentes por un pelo…). El enfoque en el SH era algo impepinable desde el principio, sólo dejado de lado porque era más publicitariamente rediticio hacer las pruebas en vuelo de los Raptors con un vehículo llamativo, y más pequeño y manejable, en lugar de con el vector. De todas maneras, una vez conseguido el contrato HLS, si querían convencer de algo a la NASA (y habiendo agotado las maniobras publicitarias novedosas que podían hacer con el estado de desarrollo de los motores, y del proyecto en general), tenían que dedicarse a cómo poner en órbita la nave, antes que la nave en sí.

            Como bien dijo Jim en NSF hace poco, parafraseando: se está viendo que los fallos del «old Space» no eran tales sino máculas de superficie, y viceversa.

          5. algunos le apuestan y se placen con la idea del fracaso de SpaceX,
            si fracasa SpaceX con el SH-SS que fracase, pero no sera por no intentarlo

          6. … Gracias David,
            Si, había leído sobre esos rumores, pero creía que eran solo eso; rumores. Que pena; habrá que armarse de paciencia, y esperar hasta ese día, semanas, meses, año(s)?
            Deseo que esto funcione, soy fan moderado de SpaceX, me encanta como compañía; pero no le deseo mal a ninguna otra; si Bezos, algún día se recuerda que su New Glenn se puede lanzar, con motores, lo aplaudiré. Hoy Van hablar en Boca Chica; veremos que nos informan.
            Saludos David B.

  1. Para un aficionado a la ciencia y de la astrofísica en particular, estos artículos sobre formación de sistemas planetarios, empezando por el sistema solar, procesos evolutivos en los diferentes planetas, ..etc, etc. resultan más interesantes que el nº de misiones del falcon-9; dicho sea con todos los respetos a la astronáutica que también me encanta y la sigo con mucho interés.
    Gracias Daniel, eres una verdadera escuela para mí. No dejes de publicar este tipo de aportaciones.

  2. off topic

    Parece que lograron mantener la fusion en un reactor durante 5 segundos, duplicando el record anterior. La fusion cada vez mas cerca.

    Como todas las cosas importantes, ocurrio en China…
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    Fuera de broma, ocurrio en el Joint European Torus, Oxford.

  3. Con este estudio se podrian echar las bases para una nueva hipotesis «fria» parecida a la de la «tierra temprana fresca», la «paradoja del sol joven y débil» y la «tierra bola de nieve», a diferencia de Marte las glaciaciones en la tierra aparentemente dejaron de ser tan masivas despues de la aparicion de la vida multicelular, el inicio del ciclo de Wilson y el cambio de tectonica de «tubo caliente» a la tectonica de placas (fenomeno aparentemente unico de nuestro planeta), sin contar que la tierra es mas grande y esta en un mejor sitio orbital (y quizas ¿ tener una luna grande?) mas puntos para la hipotesis del la Tierra Rara; para los exploradores del Marte futuro que quieran encontrar posibles rastros de un ciclo de hielo y deshielo masivo en el hemisferio sur, seria util encontrar piedras como la tilita, alguna marcas de surcos o pulidos hechos por glaciares hechos en la roca desnuda y quizas alguna morrena fosil, en los restos del oceano «vastitas borealis» buscar fenomenos parecidos a los llamados «Eventos Bond» y que podrian dilucidar el numero de veces que hubo aumentos y disminucion de temperatura; para finalizar seria interesante ver como una posible terraformacion podria generar potenciales deslaves e inundaciones masivas cerca de futuros enclaves humanos, saludos.

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