Una sección transversal de una gruesa capa de hielo subterráneo está expuesta en la pendiente empinada (o escarpa) que aparece de color azul brillante en esta vista de color mejorado de la cámara del Experimento científico de imágenes de alta resolución (HiRISE) en el Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. La vista cubre un área de aproximadamente 550 yardas (500 metros) de ancho. La figura 1 incluye una barra de escala de 100 metros (109 yardas). El norte está hacia la cima. El tercio superior de la imagen muestra un terreno nivelado que tiene una elevación de aproximadamente 140 yardas (130 metros) más alto que el suelo en el tercio inferior. Entre, la escarpa desciende bruscamente, exponiendo unos 260 pies verticales (80 metros verticales) de hielo de agua. El color se exagera para que las diferencias en los materiales de la superficie sean más fáciles de ver. La presencia de hielo de agua expuesta en este sitio fue confirmada por observación con el Espectrómetro de Imágenes de Reconocimiento Compacto de Marte (CRISM) del mismo orbitador. Crédito:NASA / JPL-Caltech / UA / USGS
Los investigadores que utilizan el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA han encontrado ocho sitios donde los depósitos gruesos de hielo debajo de la superficie de Marte están expuestos en las caras de las pendientes erosionadas.
Estos ocho escarpes con pendientes de hasta 55 grados, revelan nueva información sobre la estructura de capas internas de las capas de hielo subterráneas previamente detectadas en las latitudes medias de Marte.
Es probable que el hielo se haya depositado en forma de nieve hace mucho tiempo. Los depósitos están expuestos en sección transversal como hielo de agua relativamente pura, coronado por una capa de una a dos yardas (o metros) de espesor de roca y polvo cementados con hielo. Tienen pistas sobre la historia climática de Marte. También pueden hacer que el agua congelada sea más accesible de lo que se pensaba anteriormente para futuras misiones de exploración robótica o humana.
Los investigadores que localizaron y estudiaron los sitios escarpados con la cámara del Experimento científico de imágenes de alta resolución (HiRISE) en MRO informaron los hallazgos hoy en la revista. Ciencias . Los sitios están en los hemisferios norte y sur de Marte, en latitudes de aproximadamente 55 a 58 grados, equivalente en la Tierra a Escocia o la punta de Sudamérica.
"Hay hielo subterráneo poco profundo debajo de aproximadamente un tercio de la superficie marciana, que registra la historia reciente de Marte, "dijo el autor principal del estudio, Colin Dundas del Centro de Ciencias de Astrogeología del Servicio Geológico de EE. UU. En Flagstaff, Arizona. "Lo que hemos visto aquí son secciones transversales a través del hielo que nos brindan una vista tridimensional con más detalles que nunca".
Ventanas al hielo subterráneo
Las escarpas exponen directamente destellos brillantes en el vasto hielo subterráneo previamente detectado con espectrómetros en el orbitador Mars Odyssey (MRO) de la NASA. con instrumentos de radar de penetración terrestre en MRO y en el orbitador Mars Express de la Agencia Espacial Europea, y con observaciones de cráteres de impacto recientes que descubren hielo subterráneo. La NASA envió el módulo de aterrizaje Phoenix a Marte en respuesta a los hallazgos de Odyssey; en 2008, la misión Phoenix confirmó y analizó el hielo de agua enterrado a 68 grados de latitud norte, aproximadamente un tercio del camino hacia el polo desde el más septentrional de los ocho sitios escarpados.
En este pozo en forma de cuña en Marte, la pendiente empinada (o escarpa) en el borde norte (hacia la parte superior de la imagen) expone una sección transversal de una gruesa capa de hielo de agua subterránea. La imagen es de la cámara del Experimento estéreo de imágenes de alta resolución (HiRISE) del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. Las porciones de escala de grises a la izquierda y a la derecha son de una sola banda de ondas en la porción de luz roja del espectro visible. La sección del medio, en color mejorado, combina datos de rojo, bandas de onda de infrarrojo cercano y azul verdoso. La escena cubre un área de aproximadamente tres millas (cinco kilómetros) de ancho. La figura 1 incluye una barra de escala de un kilómetro. Un kilómetro equivale aproximadamente a seis décimas de milla. La escarpa que expone el hielo en el borde norte del pozo tiene una pendiente de aproximadamente 45 a 55 grados, hundiéndose desde el terreno relativamente llano fuera del pozo. Crédito:NASA / JPL-Caltech / UA / USGS
El descubrimiento reportado hoy nos brinda ventanas sorprendentes donde podemos ver directamente en estas gruesas capas de hielo subterráneas, "dijo Shane Byrne del Laboratorio Planetario y Lunar de la Universidad de Arizona, Tucson, coautor del informe de hoy. "Es como tener una de esas granjas de hormigas donde puedes ver a través del vidrio lateral para aprender sobre lo que generalmente se esconde debajo del suelo".
Los científicos no han determinado cómo se forman inicialmente estos escarpes particulares. Sin embargo, una vez que el hielo enterrado se expone a la atmósfera de Marte, una escarpa probablemente se ensancha y se hace más alta a medida que "se retira, "debido a la sublimación del hielo directamente de forma sólida a vapor de agua. En algunos de ellos, el depósito expuesto de hielo de agua es de más de 100 yardas, o metro, grueso. El examen de algunas de las escarpas con el espectrómetro de imágenes de reconocimiento compacto para Marte (CRISM) de MRO confirmó que el material brillante es agua congelada. Una verificación de la temperatura de la superficie utilizando la cámara del Sistema de imágenes de emisión térmica (THEMIS) de Odyssey ayudó a los investigadores a determinar que no están viendo solo una fina capa de escarcha cubriendo el suelo.
Los investigadores utilizaron previamente el radar superficial de MRO (SHARAD) para mapear extensas capas de hielo de agua subterráneas en latitudes medias de Marte y estiman que la parte superior del hielo está a menos de aproximadamente 10 yardas debajo de la superficie del suelo. Cuanto menos El método de radar no tenía suficiente resolución para decirlo. Los nuevos estudios de la escarpa de hielo confirman los indicios de las observaciones de cráteres frescos y espectrómetros de neutrones de que una capa rica en hielo de agua comienza a una o dos yardas de la superficie en algunas áreas.
El acceso de los astronautas al agua marciana
El nuevo estudio no solo sugiere que el hielo de agua subterránea se encuentra debajo de una capa delgada en áreas amplias, también identifica ocho sitios donde se puede acceder directamente al hielo, en latitudes con condiciones menos hostiles que en los casquetes polares de Marte. "Los astronautas básicamente podrían ir allí con un balde y una pala y obtener toda el agua que necesitan, "Dijo Byrne.
El hielo expuesto tiene valor científico además de su valor potencial como recurso porque conserva evidencia sobre patrones a largo plazo en el clima de Marte. La inclinación del eje de rotación de Marte varía mucho más que la de la Tierra, sobre ritmos de millones de años. Hoy en día, las inclinaciones de los dos planetas son aproximadamente las mismas. Cuando Marte se inclina más, las condiciones climáticas pueden favorecer la acumulación de hielo en latitudes medias. Dundas y sus coautores dicen que las bandas y las variaciones de color aparentes en algunas de las escarpas sugieren capas "posiblemente depositadas con cambios en la proporción de hielo y polvo en diferentes condiciones climáticas".
Esta investigación se benefició del uso coordinado de múltiples instrumentos en los orbitadores de Marte, más las longevidades en Marte que ahora superan los 11 años para MRO y 16 años para Odyssey. Las observaciones orbitales continuarán, pero las misiones futuras a la superficie podrían buscar información adicional.
"Si tuvieras una misión en uno de estos sitios, muestreando las capas que bajan por la escarpa, podría obtener una historia climática detallada de Marte, "sugirió la científica adjunta del proyecto MRO Leslie Tamppari del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California. "Es parte de toda la historia de lo que le sucede al agua en Marte a lo largo del tiempo:¿a dónde va? ¿Cuándo se acumula el hielo? ¿Cuándo retrocede?"
