Un estudio reciente de Mars Express de la ESA y Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA proporciona nueva evidencia de un Marte joven y cálido que albergaba agua en una escala de tiempo geológicamente larga. en lugar de breves estallidos episódicos, algo que tiene importantes consecuencias para la habitabilidad y la posibilidad de vida pasada en el planeta.

Aunque se sabe que alguna vez fluyó agua en Marte, la naturaleza y el cronograma de cómo y cuándo lo hizo es una cuestión abierta importante dentro de la ciencia planetaria.

Los hallazgos siguen a un análisis de una región de terreno relativamente suave, llamadas llanuras entre cráteres, justo al norte de la cuenca de Hellas. Con un diámetro de 2300 km, la Cuenca Hellas es uno de los mayores cráteres de impacto identificados tanto en Marte como dentro del Sistema Solar, y se cree que se formó hace unos 4 mil millones de años.

"Estas llanuras en el borde norte de Hellas generalmente se interpretan como volcánicas, como vemos con superficies similares en la Luna, "dijo Francesco Salese de IRSPS, Università "Gabriele D'Annunzio", Italia, y autor principal del nuevo artículo. "Sin embargo, nuestro trabajo indica lo contrario. En lugar de, encontramos espeso, extensas franjas de roca sedimentaria ".

Las rocas sedimentarias y volcánicas (ígneas) se forman de diferentes formas:volcánicas, Como el nombre sugiere, necesita vulcanismo activo impulsado por la actividad interna de un planeta, mientras que la roca sedimentaria generalmente requiere agua. La roca ígnea se crea a medida que los depósitos volcánicos de roca fundida se enfrían y solidifican, mientras que los sedimentos se acumulan a medida que los nuevos depósitos de sedimentos forman capas que se compactan y endurecen en escalas de tiempo geológicamente largas.

"Para crear el tipo de llanuras sedimentarias que encontramos en Hellas, Creemos que un ambiente generalmente acuoso estuvo presente en la región hace unos 3.8 mil millones de años, ", dijo Salese." Lo que es más importante, debe haber durado un largo período de tiempo, del orden de cientos de millones de años ".

¿Una adolescencia volátil?

Hay un par de modelos clave para los primeros años de Marte:ambos implican la presencia de agua líquida, pero de formas muy diferentes.

Algunos estudios sugieren que los primeros días de Marte (el período de Noé, hace más de 3.700 millones de años) tenía un clima constantemente cálido, lo que permitió que existieran grandes charcos y corrientes de agua en la superficie del planeta. Este mundo acuático perdió tanto su campo magnético como su atmósfera y se enfrió, transformándose en lo seco, mundo árido que vemos hoy.

Alternativamente, en lugar de albergar un clima cálido y una superficie cargada de agua durante eones, Marte puede, en cambio, haber experimentado solo breves, ráfagas periódicas de calor y humedad que duraron menos de 10000 años cada una, facilitado por un ciclo chisporroteante de vulcanismo que surgió y disminuyó intermitentemente a lo largo de los años.

Ambos escenarios podrían formar algunas de las químicas y morfologías de rocas dependientes del agua que vemos en la superficie de Marte, y tienen consecuencias significativas para Marte en un sentido geológico:cómo se formó y evolucionó el planeta, si su pasado tiene algo en común con el de la Tierra, y la composición y estructura de su superficie - y en términos de habitabilidad potencial.

"Entender si Marte tuvo un clima más cálido y húmedo durante un largo período de tiempo es una cuestión clave en nuestra búsqueda de vida pasada en el Planeta Rojo. "dijo el coautor Nicolas Mangold de CNRS-INSU, Universidad de Nantes, Francia.

"Si podemos entender cómo evolucionó el clima marciano, tendremos una mejor comprensión de si la vida podría haber florecido alguna vez, y dónde buscarlo si lo hiciera. También podemos aprender mucho sobre los planetas rocosos en general, que es especialmente emocionante en esta era de la ciencia de los exoplanetas, y sobre nuestro propio planeta, los mismos procesos que creemos que han sido importantes en un Marte joven, como los procesos sedimentarios, vulcanismo, e impactos, también han sido cruciales en la Tierra ".

De la formación a la erosión

Salese y sus colegas utilizaron datos de imágenes y espectro-imágenes de Mars Express y MRO para crear un mapa geológico detallado del área alrededor del norte de Hellas. aprovechando las llamadas "ventanas erosivas", formaciones geológicas que actúan como "perforaciones" naturales en las llanuras, revelando material más profundo (los ejemplos incluyen cráteres de impacto, grabens, y afloramientos).

Estos datos mostraron que las llanuras estaban compuestas por una franja plana de más de 500 metros de espesor. en capas roca de color claro. La roca mostró varias características típicas de la deposición sedimentaria:trabajo de caja, que es un tipo de estructura mineral en forma de caja formada por la erosión; ropa de cama cruzada, identificadas como capas de roca que se cruzan en diferentes inclinaciones e inclinaciones; y estratificación plana, que se manifiesta como distinto, capas de roca casi horizontales que se alinean una encima de la otra. Estos se sumaron a grandes cantidades de arcillas conocidas como esmectitas.

Las arcillas son sustancias químicas excitantes, ya que indican que un ambiente húmedo y por lo tanto potencialmente habitable existió una vez en ese lugar. Las arcillas también pueden atrapar material orgánico y potencialmente preservar signos de vida.

"Estas características sugieren que la roca no se formó a partir de depósitos de flujo de lava, sino a partir de procesos sedimentarios, lo que implica que la región alguna vez experimentó condiciones cálidas y húmedas durante un tiempo relativamente largo, ", dijo Salese." Cuando se depositó la roca en capas, durante el período de Noé, hace unos 3.800 millones de años; sus alrededores deben haber estado empapados de agua, con intensa circulación de líquidos. Creemos que probablemente se formó en un ambiente de lago (lacustre) o arroyo (aluvial), O una combinación de ambos."

Luego, la roca sufrió un intenso período de erosión volcánica durante el período Hesperiano (hace 3.7 a 3.3 mil millones de años) y fue cubierta por flujos volcánicos, creando la morfología que vemos hoy. Los científicos estiman una tasa de erosión mínima para este período de un metro por millón de años, cien veces más alta que las tasas de erosión estimadas en Marte en los últimos 3 mil millones de años.

"Esta es una prueba más de un período prolongado de procesos geológicos activos en la superficie de Marte temprano, ", agregó Mangold." También podemos extrapolar nuestro hallazgo al resto de Marte y estar seguros de que entendemos la evolución del planeta en su conjunto; creemos que las condiciones climáticas globales del Marte de Noé eran suficientes para soportar una cantidad significativa de agua líquida ".

Colaboración cósmica

Este estudio utilizó datos de Mars Express y MRO, que permitió a los científicos explorar la apariencia de la región, topografía, morfología, mineralogía, y edad. Más específicamente, Los datos de imágenes de Mars Express permitieron a Salese y sus colegas estudiar la geología de las llanuras a escala regional, proporcionar contexto para las observaciones a escala local de MRO.

La presencia de morfologías de rocas o minerales que implican una historia húmeda apunta hacia una posible habitabilidad en ese lugar en el pasado, algo que es importante en la selección de sitios de aterrizaje y áreas de interés para futuras misiones robóticas y humanas potenciales a Marte.

"Este trabajo demuestra una vez más la importancia de una cooperación exitosa entre diferentes misiones, y colaboración entre la ESA y la NASA, "dijo Dmitri Titov, Científico del proyecto de la ESA para Mars Express. "Ninguna misión podría revelar la historia de Marte por sí sola. Mediante el uso de múltiples naves espaciales y diferentes técnicas de observación, es posible caracterizar todo tipo de procesos geológicos diferentes en Marte en toda su complejidad, y obtener una visión más completa de los primeros días de Marte ".

Este hallazgo es parte de una serie de esfuerzos para comprender la historia de Marte y el planeta en su conjunto, realizado utilizando Mars Express y otras naves espaciales, desde el estudio del clima temprano de Marte al sondear la evolución de grandes lagos que alguna vez existieron en la superficie del planeta, para observar el clima actual de Marte (incluidas las misteriosas nubes y auroras), y caracterizar los focos de magnetismo encerrados dentro de su corteza.