El viento y la radiación solar son responsables de desnudar la atmósfera marciana, transformar a Marte de un planeta que podría haber albergado vida hace miles de millones de años en un mundo desértico helado, según los nuevos resultados de la nave espacial MAVEN (Mars Atmosphere and Vollatile Evolution Mission) de la NASA dirigida por la Universidad de Colorado Boulder.

"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 MAVEN y profesor del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP). "El equipo tomó esta determinación a partir del último resultado, lo que revela que alrededor del 65 por ciento del argón que alguna vez estuvo en la atmósfera se ha perdido en el espacio ".

Jakosky es el autor principal de un artículo sobre esta investigación que se publicará en Ciencias el viernes. Marek Slipski, un estudiante de posgrado de LASP, fue coautor del estudio.

Los miembros del equipo MAVEN habían anunciado previamente mediciones que mostraban que el gas atmosférico se estaba perdiendo en el espacio y que describían los procesos mediante los cuales se eliminaba la atmósfera. El presente análisis utiliza mediciones de la atmósfera actual para dar la primera estimación de cuánto gas se ha eliminado a lo largo del tiempo.

Agua líquida, esencial para la vida, no es estable en la superficie de Marte hoy porque la atmósfera es demasiado fría y delgada para sostenerla. Sin embargo, La evidencia, como características que se asemejan a lechos de ríos secos y minerales que solo se forman en presencia de agua líquida, indica que el antiguo clima marciano era muy diferente:lo suficientemente cálido como para que el agua fluyera por la superficie durante períodos prolongados.

Hay muchas formas en que un planeta puede perder parte de su atmósfera. Por ejemplo, Las reacciones químicas pueden bloquear el gas en la superficie de las rocas o una atmósfera puede ser erosionada por la radiación y el viento de la estrella madre del planeta. El nuevo resultado revela que el viento y la radiación solares fueron responsables de la mayor parte de la pérdida atmosférica en Marte y que el agotamiento fue suficiente para transformar el clima marciano. El viento solar es una fina corriente de gas conductor de electricidad que sopla constantemente desde la superficie del sol.

Las estrellas jóvenes tienen una radiación ultravioleta y vientos mucho más intensos, por lo que la pérdida atmosférica por estos procesos fue probablemente mucho mayor al principio de la historia de Marte, y estos procesos pueden haber sido los dominantes que controlan el clima y la habitabilidad del planeta, según el equipo. Es posible que haya existido vida microbiana en la superficie al principio de la historia de Marte. A medida que el planeta se enfrió y se secó, cualquier vida podría haber sido conducida bajo tierra o forzada a oasis superficiales ocasionales o raros.

Jakosky y su equipo obtuvieron el resultado midiendo la abundancia atmosférica de dos isótopos diferentes de gas argón. Los isótopos son átomos del mismo elemento con diferentes masas. Debido a que el más ligero de los dos isótopos escapa al espacio más fácilmente, dejará el gas remanente enriquecido en el isótopo más pesado. El equipo utilizó este enriquecimiento junto con la forma en que variaba con la altitud en la atmósfera para estimar qué fracción del gas atmosférico se ha perdido en el espacio.

Como un "gas noble", el argón no puede reaccionar químicamente con nada, por lo que no quedará atrapado en las rocas, y el único proceso que puede llevarlo al espacio es un proceso físico llamado "chisporroteo" por el viento solar. En chisporroteo, Los iones recogidos por el viento solar impactan en Marte a altas velocidades y empujan físicamente el gas atmosférico al espacio. El equipo rastreó el argón porque solo se puede eliminar mediante pulverización catódica. Una vez que determinaron la cantidad de argón perdido por pulverización catódica, podrían usar la eficiencia de la pulverización catódica para determinar la pérdida de pulverización catódica de otros átomos y moléculas, incluido el dióxido de carbono (CO2).

El CO2 es de interés porque es el componente principal de la atmósfera de Marte y porque es un gas de efecto invernadero eficiente que puede retener el calor y calentar el planeta.

"Determinamos que la mayor parte del CO2 del planeta también se ha perdido en el espacio por chisporroteo, ", dijo Jakosky." Hay otros procesos que pueden eliminar el CO2, así que esto da la cantidad mínima de CO2 que se ha perdido en el espacio ".

El equipo hizo su estimación utilizando datos sobre la atmósfera superior marciana del instrumento de espectrómetro de masas de iones y gases neutrales (NGIMS) de MAVEN, respaldado por mediciones 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 cuánto argón marciano se ha perdido en el espacio durante miles de millones de años, "dijo Paul Mahaffy del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Mahaffy, un coautor del artículo, es investigador principal del instrumento SAM y líder del instrumento NGIMS, ambos desarrollados en NASA Goddard.

"El uso de mediciones de ambas plataformas apunta al valor de tener múltiples misiones que realizan mediciones complementarias, "dijo Mahaffy.

NASA Goddard gestiona el proyecto MAVEN y MSL / Curiosity es gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena. California.