Uno de los grandes descubrimientos de la exploración de Marte de este siglo es confirmar que la mayor parte del dióxido de carbono de la atmósfera de Marte se perdió al espacio hace 3500 millones de años por su interacción con el viento solar, la falta de un campo magnético planetario intenso y la disminución de la actividad volcánica. Hasta comienzos de este siglo, aunque se sabía que Marte había perdido una gran cantidad de gases atmosféricos, se albergaba la esperanza de que una parte importante del dióxido de carbono primordial estuviese almacenado en reservas de hielo en los polos, pero no es el caso. ¿O si lo es?
Un reciente artículo publicado en Science Advances por los geólogos Joshua Murray y Oliver Jagoutz ha creado una cierta polémica porque vuelve a rescatar la hipótesis de que gran parte de la atmósfera primordial no se perdió, sino que está atrapada en la corteza marciana. Básicamente, el dióxido de carbono habría sido absorbido por arcillas, donde habría permanecido hasta hoy. El mecanismo propuesto es un tanto complejo. El dióxido de carbono no puede ser absorbido por arcillas directamente de forma eficiente, así que los autores sugieren que en el pasado grandes masas de agua líquida habrían pasado a través de rocas ultramáficas (rocas ígneas con bajo contenido en sílice y alto contenido en hierro y magnesio). Esta agua contendría dióxido de carbono disuelto que habría reaccionado con el olivino de las rocas máficas, liberando hidrógeno. El hidrógeno, a su vez, reaccionaría con el dióxido de carbono para generar metano, un compuesto que sí sería atrapado por las arcillas esmectitas.
A partir de estas reacciones Murray y Jagoutz han propuesto un modelo en el que las arcillas han podido almacenar hasta 1,7 bares de dióxido de carbono, aunque los autores creen que la estimación más realista oscila entre 0,6 y 1,3 bares si tenemos en cuenta la proporción del isótopo carbono-13 observada por las sondas en la superficie del planeta. Como comparación, si se sublimasen todas las reservas de hielo de dióxido de carbono de los polos, la atmósfera de Marte aumentaría su presión apenas 54 milibares (que seguiría siendo bastante comparado con los 6 o 7 milibares de presión media actual). Pero, ¿cuánto dióxido de carbono tenía la atmósfera primigenia marciana? Ahí radica el problema, porque nadie lo sabe: los modelos de la atmósfera primitiva de Marte predicen valores que oscilan entre 0,25 y 4 bares. En cualquier caso, los modelos de pérdida atmosférica basados datos de sondas como la misión MAVEN de la NASA o la sonda estadounidense-emiratí Al Amal solo son capaces de explicar la pérdida de entre 1,3 y 6,3 milibares de dióxido de carbono, de ahí la necesidad de buscar hipótesis alternativas que expliquen la dramática pérdida atmosférica que sufrió Marte hace unos 3500 millones de años.
El problema del modelo de Murray y Jagoutz es que hay demasiadas incertidumbres en todo el proceso, desde la presión y temperatura inicial de la atmósfera marciana hasta la cantidad real de arcillas que hay en Marte (su estimación es complicada desde la órbita por culpa del polvo que cubre toda la superficie planetaria). Los depósitos observados datan de hace 3800 a 3600 millones de años, aproximadamente, durante el periodo Noeico. A partir de esa época las masas de agua líquida en la superficie marciana disminuyeron significativamente. Los autores han calculado que Marte posee depósitos de esmectitas de 1,1 kilómetros de profundidad global, pero es importante señalar que esto no ha sido confirmado por ninguna misión espacial (vale la pena recordar que otros modelos proponen que las esmectitas se formaron en presencia de agua con un pH muy bajo —o sea, un ambiente ácido—, quizás un tanto complicado para que surgiera la vida).
Si es cierto que la atmósfera primigenia de Marte se halla atrapada en las arcillas estaríamos ante un vuelco en nuestro conocimiento de la historia del planeta rojo y su evolución. El modelo ayudaría a explicar cómo es posible que Marte perdiese su atmósfera tan rápidamente, pero queda por explicar por qué se produjo esta absorción justo en ese periodo de tiempo y no antes. En cualquier caso, de ser correcto, este modelo abre la puerta a que futuros exploradores puedan extraer metano de las arcillas marcianas.
Referencias:
- https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adm8443
El metano es un gas invernadero estupendo, mucho mejor que el dióxido de carbono y el vapor de agua.
Si se dispusiese de un método industrial masivo capaz de liberar una parte sustancial de ese hipotético metano atrapado en las esmectitas, sería un buen primer paso para espesar y calentar la atmósfera de Marte, en un aún más hipotético proceso de terraformación.
¿Luego habría algún modo de transformar ese metano en CO2 para cubrir el planeta de vida vegetal? ¿O el porcentaje de CO2 que quedaría tras espesar la atmósfera con metano sería suficiente para las plantas, si es que el metano en alta concentración no les es tóxico, claro (que lo ignoro, la vida vegetal tiene muchas incógnitas para mí…)?
Obviamente, a siglos o milenios vista… si es que, por cafres, no nos vamos antes al carajo.
Hola Noel.
No tengo claro que el CH4 sea mejor gas de efecto invernadero que el CO2 o el H20 «per se». Conviene tener en cuenta que la concentración de CO2 y H20 en la Tierra es mucho mayor, por lo que sus bandas de absorción ya están muy saturadas. Por eso, si añades más CO2 o H20, el efecto no es lineal sino más bien logarítmico. Eso no sucede con el metano: al haber muy poco, su efecto invernadero crece de forma lineal con la concentración.
Saludos
En el peor de los casos, se puede fabricar artificialmente. Eso es lo bueno.
Lo que necesitamos es que el CO2 y el agua esté ahí, o si no, no nos quedaría más remedio que importarlo para realizar un proceso de terraformación.
Si ambos están ahí, es cuestión de usarlos para sintetizar metano y aumentar el calentamiento total.
Lo que pasa es que en un proceso final, no puede haber ni niveles de metano ni de CO2 tóxicos, y esos niveles no son muy elevados.
Tendríamos que complementarlo con espejos y otros gases invernadero.
Pero serían un buen mecanismo para elevar las temperaturas en la fase de inicio de la terraformación.
Tengo entendido, Pedro, que el metano es unas 80 veces más potente como gas invernadero, que el CO2 (aunque queda ridículamente lejos del más potente conocido, el Hexafluoruro de Azufre [SF6], unas 23.500 veces más que el dióxido de carbono).
De ahí el «miedo» al derretimiento de los permafrost que contienen cantidades enormes de metano atrapado, así como la fusión o inestabilización de los clatratos del fondo marino (hidrato de metano, también llamado «hielo ardiente»), por su potencial emisión a la atmósfera y, con ello, la maximización del Efecto Invernadero.
Pero si estoy equivocado, porque de concentraciones atmosféricas y tal ni idea, jajaja… pues para eso estamos, para aprender!
Pero, tenía entendido que aunque el metano es más potente como gas invernadero tiene una vida muy reducida y se degrada con facilidad, no así el dióxido de carbono. ¿Estoy en lo cierto?
En la Tierra sí, se oxida (o quema, como prefiera) en unos pocos años. En una atmósfera sin oxígeno se necesita un rayo UV para romper tanto CH4 como CO2. Al ser el CO2 más estable, costará más romperlo por este proceso.
¿No se perderían estos gases por ausencia de campo magnético? ¿O sería una pérdida a una tasa asumible como para mantener la atmósfera operativa?
El hidrógeno (procedente de la disociación del CH4) escaparía con relativa facilidad, con o sin campo magnético. A los demás les costaría más, entiendo que la presencia/ausencia de campo magnético será más determinante pero ignoro los detalles.
Sí, esos gases se perderían… en el transcurso de MILLONES DE AÑOS…
Vamos, que el Sol no es un ventilador que sopla la atmósfera a la mínima que se espesa, jajaja.
Como dato: la Tierra pierde anualmente entre 60.000 y 100.000 (según la fuente) toneladas de gas hidrógeno y helio… Hidrógeno de la disociación de la molécula de agua en altitud (y otros procesos) y helio del que emana del interior de la Tierra y que tiene su origen en la desintegración radiactiva de isótopos (las partículas Alfa, una de las formas de radiactividad, son, en realidad, núcleos de helio, si no me equivoco).
Y, a ese ritmo, el Sol se extinguirá antes de que la Tierra haya perdido todo su helio y toda su agua (no pasará, obviamente, porque muchísimo antes el Sol habrá destrozado este planeta, pero por poner horizontes).
En el caso de Marte, sin campo magnético, el arrastre atmosférico sería mayor que en la Tierra, pero, como digo, una atmósfera de unos 500 milibares, la mitad de la nuestra, tardaría millones de años en ser arrastrada… siempre y cuando nada la fuese renovando.
En la Tierra, la actividad volcánica y tectónica no deja de reponer los gases perdidos por el arrastre solar (leve, gracias al campo magnético). Si en Marte los volcanes cobrasen vida periódicamente (una vez cada medio millón de años, por ejemplo), los gases emitidos compensarían probablemente las pérdidas por arrastre de todo el periodo entre erupciones.
Pero, al parecer, Marte no tiene ganas de andar montando erupciones…
En cuanto las plantas empezasen a producir O2 éste reaccionaría rápidamente con el CH4, produciendo más CO2 y H2O (y calor, evidentemente).
No sé si una atmósfera así sería muy estable…
Pues entonces no va mal la cosa:
– Se llena la atmósfera de metano subterráneo para incrementar su temperatura y presión, y se usan plantas que no les sea tóxico, para que produzcan oxígeno (bacterias que metabolicen metano, por ejemplo, o «plantas» unicelulares, tipo diatomeas y similares).
– El oxígeno reacciona con el metano, descomponiéndolo en agua y dióxido de carbono, ambos, elementos esenciales para plantas superiores.
– La vida vegetal estabiliza la atmósfera consumiendo el CO2 y el agua procedentes del metano, que cada vez es más escaso.
– Y, en unos milloncejos de años de nada, ¡voilà! Atmósfera respirable para la vida animal de la Tierra…
… si es que aún no nos la hemos cargado muchísimo antes.
(Comentario en tono de broma, claro).
Sospecho que el problema de tu terraformación es la energía que haría falta para poner esas masas ingentes de gases en la atmósfera. Si es que siquiera están presentes en el planeta, que si no habría que traerlas de fuera con un coste desorbitado (o más bien orbitado jeje).
En definitiva, si se hace rápido coste inimaginable, si se hace de forma natural, millones de años. Al menos con tecnología humana, claro está…
Quizá, si hubiese suerte y fallas adecuadas, no hiciese falta tantísima energía. O si una parte importante de esas arcillas estuviesen expuestas en los acantilados de Tharsis, Marineris o similar.
Pero sí, tienes razón. De todos modos, lo ponía al final: era un comentario en tono de broma, jajaja.
Y no, de traer una atmósfera desde fuera del planeta, nada. Eso es impráctico por completo (por llamarlo suavemente). A menos que se consiguiese una tecnología como la de Stargate, alterar la atmósfera de un mundo entero transportando gases desde otros mundos, es una soberana locura. Es que ni con naves de decenas de kilómetros cúbicos… El gas que constituya la hipotética atmósfera terraformada de Marte DEBE NECESARIAMENTE provenir del propio Marte (vale, el vapor de agua puede provenir de cometas fragmentados cerca de su órbita y desviados a rumbo de colisión con Marte).
Asumiendo que no hubiera vida en Marte. Y lo mismo si la hubiera aunque esa vida no pasara de bacterias o algún equivalente.
Joder, quería decir que si hay vida marciana aunque no pasara de un equivalente de bacterias mejor olvidarse de ese plan.
Sí, claro, por supuesto. Asumiendo que es estéril. Si hay vida indígena, no estamos hablando nada.
Lo que me deja un poco frío con esta hipótesis es que no parece haber una forma de contrastarla, en un futuro próximo no? ¿o basta con chequear pedruscos arcillosos que haya diseminados por la superficie?
Marte sigue siendo el planeta más interesante. Me tiro un poco de los pelos con las cuatro o más sondas que vamos a lanzar a Venus la década que viene. Y la exploración de Marte, interrumpida o a un ritmo muy inferior al de las primeras décadas de este siglo, con varios orbitadores ya bastante viejunos y sin pinta de reemplazo rápido.
Bueno, a saber lo que descubriría un orbitador bien parido de Venus (o varios), que no nos imaginamos.
¿Y si resultase que tiene enormes depósitos de agua en profundidad, por ejemplo? ¿O, rizando el rizo, que fuese un mundo océano (subsuperficial) y no nos hubiésemos dado ni cuenta aún?
Y, en cuanto a interesante, Marte lo es, y mucho… pero a ver qué sorpresas nos deparan las lunas heladas de Júpiter y a ver qué maravillas se nos revelan de Europa…
Venus es más interesante que Marte y aparte de eso durante dos o tres décadas hemos tenido a Marte hasta en la sopa mientras que Venus apenas ha tenido visitantes.
Los espaciotrastornados «marcianitas» habeis tenido que quedar más que satisfechos. Ya está bien de abusos!
Además, en breve, docenas de StarShips irán a Marte a hacer cosas, XD… ¡reivindiquemos la exploración de Venus, nuestro infernal gemelo medio olvidado!
Yo quiero más!!!
Necesitamos las misones de retorno de muestras. Y si para eso hay que cancelar otras misiones planetarias: HÁGASE!!! 😂
También necesitamos el orbitador con radar, y cuanto antes mejor.
Además, hay que darse prisa, para estudiar el Marte prístino antes que los enjambres de Starships marcianos lo contaminen todo 😂
Ahora fuera de coña, sí creo que la NASA y la ESA se podrían haber coordinado mejor y haberse contentado con dos orbitadores a Venus, en lugar de tres, y el tercero haberlo convertido en otro orbitador a Marte (el de radar).
O.T.
Hablando de planetas interesantes:
Detectan una subtierra orbitando la estrella solitaria más cercana a nosotros: la Estrella de Barnard. Y puntazo que se ha marcado el Instituto de Astrofísica de Canarias.
https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202451311
Sí, pero recuerda que el ESPRESSO ha sido un instrumento liderado por el Observatorio de Ginebra (que en estas décadas se han demostrado como excelentes cazaplanetas, los suizos). Eso sí, España formaba parte del consorcio que fabricó el instrumento, con el IAC, de ahí que investigadores españoles tengan acceso al tiempo de observación garantizado y descubrir este planeta/s.
https://espresso-science.org/consortium
En España nos hemos puesto al día, en esto de la caza de planetas mediante velocidades radiales, gracias al CARMENES del telescopio de Calar Alto (aprovechando la última colaboración de Alemania, en el CAHA).
Además de solitaria y muy vieja nos irá acercando su exoplaneta. Cuestión de paciencia.
Eso si, creí que llegaría a ser también la estrella más cercana (3.75 UA) dentro de unos miles de años. Pero parece que también próxima centauri se habrá acercado un poco más.
Un OT que pronto será IT en el blog.
Espero que no se acerque a 3.75 UA, …aunque yo no viviría para verlo, sería todo un espectáculo para los (aterrorizados) terrícolas.
UA mejor conocido como Unidad Astronómica o distancia Tierra-Sol jeje 😉
Imagina… 3.75 UA… eso estaría por dentro de la órbita de Júpiter y por encima de la del Cinturón Principal (Ceres está a unas 2.77 UA), para una estrella que, si bien es ligeramente más pequeña que Júpiter, es unas 144 veces más masiva que éste.
Menudo «meneo» le pegaría al Sistema Solar entero, lanzando planetas y lunas aquí y allá…
Años luz …. Brrrrrr
En realidad, según datos wiki, la estrella se le calcula un tamaño de 0.187 soles, así que es casi el doble de grande que Júpiter.
Tate, Pichi, que vi una cifra en km (136.000 y pico) y no me di cuenta que era el RADIO, no el diámetro.
Si, en efecto, Barnard tiene unos 272.000 km de DIÁMETRO, casi el doble que Júpiter
*Pochi.
(Dito teclado del móvil…)
🤣 cuanto trabajo damos.
Gracias por las correcciones.
La conversión de CO2 y el hidrógeno en metano y agua es el proceso Sabatier y quiere usarlo la NASA para fabricar metano,para propulsión en Marte .
El hidrógeno saldría de electrólisis del agua y el CO2 de la atmósfera.
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20120016419/downloads/20120016419.pdf
La reacción es la que proponen los autores para explicar cómo la elevada cantidad de dióxido de carbono está atrapada en Marte.
La reacción en los laboratorios se realiza a 240- 400°C con catalizadores de níquel o mejor rutenio.
Los metales debilitan los enlaces de moléculas y permiten reacciones como ésta , formación de amoniaco usando N2 e hidrógeno, etc…
El trabajo podría explicar el origen abiótico de metano en Marte y aunque explica las reacciones de descomposición de los minerales que cita ( ya se conocían en geoquímica) no indica quién podría catalizar la reacción ( no han ensayado algún tipo de mineral que podría realizarlo) ya que es raro que los catalizadores que se conocen para la reacción existan nativos en el subsuelo.
Pero bueno, mejor una hipótesis que nada.
¿Y a la inversa, Gibbs? ¿Se puede convertir metano en CO2 (con agua, supongo)?
La firma común de convertir metano en CO2 es la combustión , instantánea; si no ardiera puede estar mezclado con oxígeno descomponiéndose en decenas de años.
En las condiciones de Marte, en un principio sin oxígeno libre podría ser oxidante el hierro (III)- férrico- .
Ese hierro , como dice el artículo se forma al convertir el Fe (II) de rocas con olivino en Fe(III) por acción del agua a temperaturas altas y el hidrógeno formado con el CO2 daría el metano.
A temperaturas altas el óxido férrico oxida metano a agua y carbón, el carbón con óxidos de hierro da CO2 de nuevo ( así funcionaban los altos hornos ).
Como catalizadores, según las reacciones, los más usados son Niquel, paladio, platino óxidos de aluminio, cobre,etc…
Yo creo que al desconocer se la composición interna las hipótesis serán diversas y puede que aparezcan otros artículos con otras ideas; de hecho en este se habla de polimerización de compuestos generados por catálisis sobre los hidrocarburos sencillos y que algunos han sido analizados como materia orgánica por los rovers marcianos.
Saludos.
Muy, muy interesante, gracias.
Obviamente, no contemplé la combustión como forma de convertir metano en CO2, porque allí no hay O2 libre.
Por eso me interesaba saber si había algún otro método químico para lograrlo sin llamas de por medio.
Gracias de nuevo.
En cuanto al catalizador que mencionas, los mundos rocosos y los meteoritos metálicos son bastante ricos en níquel. Obviamente, supongo que no se encontrará nativo… pero, ¿alguno de los compuestos de níquel podría actuar de catalizador, aunque fuese más lento que en laboratorio? Recuerda que estamos hablando de escalas geológicas de tiempo y, por tanto, un millón de años arriba o abajo no es apenas relevante para un proceso de captura atmosférica como el que se propone.
Alucinado me ha dejado esto «los modelos de pérdida atmosférica basados datos de sondas como la misión MAVEN de la NASA o la sonda estadounidense-emiratí Al Amal solo son capaces de explicar la pérdida de entre 1,3 y 6,3 milibares de dióxido de carbono«. Yo que pensaba que lo de la pérdida de la atmósfera marciana al espacio estaba más que asumido O_o
A mí me ha pasado igual.
Ya somos tres…
La pérdida por arrastre, incluso sin campo magnético, PARECE ser mínima, incluso en escalas de tiempo geológicas. Yo estaba convencido que la mayor parte de la atmósfera marciana andaba paseándose por el Universo… y mira tú, que puede ser que esté ahí, guardadita, bajo la superficie.
Qué curioso, de ser cierto.
por cierto! el proyecto Skylon ha muerto 🙁
ahora harán coolers https://reactionengines.co.uk/
Rememoro uno de los primeros articulos que leí en este blog, sobre Skylon y naves espaciales. Que nostalgia! muchas gracias por tanto Daniel
https://danielmarin.naukas.com/2013/01/21/aviones-espaciales-la-gran-esperanza-de-la-conquista-del-espacio/
Una lástima, pero ya hace años que el Skylon no tiraba adelante. Los precoolers de Reacción Engines son alucinantes ¿funcionarán en condiciones reales? ¿tienen nicho de mercado más allá del fantabuloso SSTO?
Un tema muy interesante.
Quién sabe cómo sería Marte en los comienzos del sistema solar, cuando el Sol era más frío y no barría tanto la atmósfera de ese pequeño planeta con radiación y viento solar.
La combinación de la atmósfera con el suelo requiere que se remuevan ambos. La situación actual, a falta de agua, de tectónica de placas y de vulcanismo, parece bastante estática, quizá con la excepción de las tormentas que levantan el polvo marciano. La hipótesis del artículo nos lleva a imaginar como serían los tiempos en que la superficie de Marte era muy dinámica y los cambios en la composición y presión de la atmósfera fueron muy rápidos.
La evolución del Sol y de los planetas que más nos interesan, los más cercanos, da ocasión a muchas hipótesis y todos los estudios para confirmarlas o refutarlas se quedan cortos.
Necesitamos mucha inversión en ciencia planetaria. No se trata de estudiar menos un planeta para dedicarse más a otro. Si faltan recursos para un estudio no es por lo que se invierte en ciencia, sino por lo que se malgasta en actividades dañinas como las guerras, y en distraer a la población para que no exija esfuerzos en lo importante.
Pero Marte tiene la ventaja de que su superficie es accesible, con lo que su exploración es más factible y se pueden conseguir respuestas con más facilidad que en Venus. Por eso debe priorizarse frente a otros cuerpos del Sistema Solar.
Siempre hay recursos limitados, en cualquier situación, por lo que siempre hay que priorizar. No queda otra.
«depósitos de esmectitas de 1,1 kilómetros de profundidad global»
Si se confirmara, como las arcillas son minerales hidratados, serían una enorme reserva de agua. ¡Otra vez se descubre agua en Marte! 🙂
Creatividad, nuevas hipótesis e innovación disruptiva. He aquí las bases del progreso tecnológico.
Esto lo saben todas las agencias espaciales.
Y las más avanzadas han aprendido a valorarlo seriamente.
Por cierto, anuncio reciente:
En el marco del NewSpace Economy Congress se ha presentado el Phi-LabNet de la ESA dentro de su programa europeo ScaleUp para impulsar la investigación espacial de última generación y que tendrá su sede en Barcelona.
Una gran aquesta de futuro.
Yo creo que Marte y Venus respaldan la hipótesis de la tierra rara. La vida es muy delicada y la vida compleja más todavía. Cualquier ausencia o cambio en las condiciones requeridas por la vida dan al traste con toda la evolución. Venus estaba demasiado cerca del sol. Marte perdía agua y gases en el espacio o ¿en las arcillas? Marte no tenía campo magnético y el viento solar podía arrastrar su atmósfera. Otro respaldo de la hipótesis de la tierra rara es el sol. Si la tierra fuera un planeta mediocre orbitando una estrella mediocre el sol sería M pues es el tipo de estrellas más abundante. Sin embargo el sol es una rara estrella G. La tierra no es el centro del universo pero sí un lugar sumamente privilegiado.
Bueno, solo como precisión, si bien las M son mayoritarias, la G (y K) no son nada raras. Vamos, que no orbitamos una Wolf Rayet o una estrella de carbono. Una G es de lo más normalito que hay, aunque no sean tan abundantes como las M.
Eso es. Además, las M son un cajón de sastre muy grande, con estrellas que van desde la mitad del Sol o así y minucias como TRAPPIST-1, que tiene el tamaño de Júpiter, como quien dice.
Muy interesante artículo, gracias Daniel.
OT: He leído ( https://www.xataka.com/espacio/iss-tiene-serio-problema-esta-modulo-ruso-unas-grietas-han-hecho-saltar-alarmas-nasa ) que la fuga en la ISS parece ser más importante de lo que se estimaba, ¿se sabe algo al respecto?.
Buenos cielos!.
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Canal Whatsapp Astronomía: https://whatsapp.com/channel/0029VaAnEGi9mrGTUZwWOA1J
Con que haya un poco y sea rentable para motores cohete es suficiente, como primer paso.