La presencia de agua en el antiguo Marte es una paradoja. Existe mucha evidencia geográfica de que los ríos fluían periódicamente a través de la superficie del planeta. Sin embargo, en el período de tiempo en el que se supone que corrieron estas aguas, hace tres o cuatro mil millones de años, Marte debería haber estado demasiado frío para soportar agua líquida.

Entonces, ¿cómo se mantuvo tan caliente?

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard John A. Paulson sugieren que el Marte temprano pudo haber sido calentado intermitentemente por un poderoso efecto invernadero. En un artículo publicado en Cartas de investigación geofísica , los investigadores encontraron que las interacciones entre el metano, El dióxido de carbono y el hidrógeno en la atmósfera marciana temprana pueden haber creado períodos cálidos en los que el planeta podría contener agua líquida en la superficie.

"El primer Marte es único en el sentido de que es el único entorno planetario, fuera de la tierra donde podemos decir con confianza que hubo al menos períodos episódicos en los que la vida podría haber florecido, "dijo Robin Wordsworth, profesor asistente de ciencias e ingeniería ambiental en SEAS, y primer autor del artículo. "Si entendemos qué tan temprano operó Marte, podría decirnos algo sobre el potencial de encontrar vida en otros planetas fuera del sistema solar ".

Hace cuatro mil millones de años el Sol era aproximadamente un 30 por ciento más débil que hoy y significativamente menos radiación solar, también conocido como. calor — alcanzó la superficie marciana. La escasa radiación que llegó al planeta fue atrapada por la atmósfera, resultando en cálido, períodos húmedos. Por décadas, Los investigadores han luchado por modelar exactamente cómo se aisló el planeta.

El culpable obvio es el CO2. El dióxido de carbono constituye el 95 por ciento de la atmósfera marciana actual y es el gas de efecto invernadero más conocido y abundante de la Tierra.

Pero el CO2 por sí solo no explica las primeras temperaturas de Marte.

"Puede hacer cálculos climáticos en los que agrega CO2 y aumenta cientos de veces la presión atmosférica actual en Marte y aún nunca llega a temperaturas que estén ni siquiera cerca del punto de fusión, "dijo Wordsworth.

Debe haber habido algo más en la atmósfera de Marte que contribuyó al efecto invernadero.

Las atmósferas de los planetas rocosos pierden gases más ligeros, como el hidrógeno, al espacio en el tiempo. (De hecho, la oxidación que le da a Marte su tono distintivo es un resultado directo de la pérdida de hidrógeno).

Wordsworth y sus colaboradores buscaron estos gases perdidos hace mucho tiempo, conocidos como gases reductores, para proporcionar una posible explicación del clima temprano de Marte. En particular, el equipo analizó el metano, que hoy no abunda en la atmósfera marciana. Hace miles de millones de años, sin embargo, Los procesos geológicos podrían haber estado liberando significativamente más metano a la atmósfera. Este metano se habría convertido lentamente en hidrógeno y otros gases, en un proceso similar al que ocurre hoy en la luna de Saturno, Titán.

Para comprender cómo pudo haberse comportado esta atmósfera marciana primitiva, el equipo necesitaba comprender las propiedades fundamentales de estas moléculas.

"Cuando miras atmósferas exóticas, no puedes compararlos con la atmósfera de la Tierra, "dijo Wordsworth." Tienes que empezar desde los primeros principios. Así que analizamos lo que sucede cuando el metano el hidrógeno y el dióxido de carbono chocan y cómo interactúan con los fotones. Descubrimos que esta combinación da como resultado una absorción de radiación muy fuerte ".

Carl Sagan especuló por primera vez que el calentamiento del hidrógeno podría haber sido importante en los inicios de Marte en 1977, pero esta es la primera vez que los científicos han podido calcular con precisión su efecto invernadero. También es la primera vez que se ha demostrado que el metano es un gas de efecto invernadero eficaz en los inicios de Marte.

"Esta investigación muestra que los efectos de calentamiento tanto del metano como del hidrógeno se han subestimado en una cantidad significativa, ", dijo Wordsworth." Descubrimos que el metano y el hidrógeno, y su interacción con el dióxido de carbono, fueron mucho mejores para calentar el Marte temprano de lo que se creía ".

Los investigadores esperan que las futuras misiones a Marte arrojen luz sobre los procesos geológicos que produjeron metano hace miles de millones de años.

"Una de las razones por las que el Marte temprano es tan fascinante es que la vida necesita una química compleja para emerger, ", dijo Wordsworth." Estos episodios de reducción de la emisión de gas seguidos de oxidación planetaria podrían haber creado condiciones favorables para la vida en Marte ".