Si existe agua líquida en la superficie de Marte, lo más probable es que esté en forma de una mezcla salobre con sales de clorato de magnesio, de acuerdo con nuevos experimentos basados ​​en descubrimientos realizados previamente por los módulos de aterrizaje Phoenix y Viking de la NASA, así como el rover Curiosity.

Científicos del Departamento de Ciencias de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Washington, Seattle, estudió mezclas de agua con sales que se sabe que existen en Marte, para averiguar cuáles eran más propensos a estar líquidos en la superficie de Marte. Los experimentos compararon la presión de vapor y la capacidad de absorción de agua de las soluciones salinas. Los resultados sugieren que el agua mezclada con clorato de magnesio tendría menos probabilidades de evaporarse o congelarse en Marte en comparación con el agua mezclada con clorato de sodio o potasio. Los hallazgos se presentarán en la edición de septiembre de 2018 de Cartas de ciencia terrestre y planetaria .

Gases líquidos y sólidos

El 'punto triple' de una sustancia es la temperatura y la presión a las que puede coexistir en las tres fases:gas, líquido y sólido. Para agua, el punto triple se encuentra en 0.01 grados Celsius (32 grados Fahrenheit) y 6.12 milibares, o el 0,6% de la presión atmosférica en la superficie de la Tierra. En otras palabras, uno podría imaginar un balde de agua en el punto triple, donde el agua existe como hielo flotando sobre una capa de agua líquida, con vapor de agua justo encima del hielo que se ha sublimado o evaporado. El vapor que está en contacto con el hielo ejerce presión sobre el hielo, lo que llamamos presión de vapor.

Aunque en algunas regiones ecuatoriales de Marte las condiciones óptimas pueden estar justo por debajo del punto triple del agua, para el resto del planeta, las temperaturas suelen estar muy por debajo del punto triple. Cuando la presión atmosférica es menor que la presión de vapor de un líquido, el líquido se evapora. El agua pura se evaporaría rápidamente bajo la fina atmósfera marciana, que es aproximadamente el 1% de la de la Tierra. Soluciones salinas, sin embargo, no se evapore ni se congele tan fácilmente, y por lo tanto sería más probable que permaneciera líquido en Marte.

Comprender qué combinaciones de sal y agua tienen más probabilidades de permanecer líquidas podría ayudarnos a saber dónde buscar evidencia de agua líquida. y por tanto posiblemente la vida, en el planeta rojo.

Las soluciones salinas son higroscópicas, lo que significa que son buenos para absorber agua. Ciertas sales pueden absorber incluso pequeñas cantidades de agua disponible en Marte. En Marte se encuentran muchos tipos diferentes de sales, como cloruros, sulfatos cloratos, y percloratos. Estos se pueden encontrar en toda la superficie marciana, de acuerdo con los datos de varias misiones de aterrizaje y rover.

En 2008, Analizador de gases térmicos evolucionados (TEGA) del módulo de aterrizaje Phoenix, que formaba parte de su laboratorio de química húmeda a bordo, encontró percloratos en muestras de suelo de la región polar norte de Marte, en concentraciones de 0,4 a 0,6%. Esto alentó a los científicos a volver a analizar los datos de las muestras de suelo de las misiones del módulo de aterrizaje Viking. que tuvo lugar en la década de 1970.

El nuevo análisis sugirió que el suelo encontrado en Chryse y Utopia Planitiae por los módulos de aterrizaje Viking contenía percloratos en una concentración menor o igual al 0,1%. Luego, en 2013, El instrumento Sample Analysis at Mars (SAM) del rover Curiosity encontró perclorato de calcio en muestras de suelo de Rocknest, que es un lugar dentro del cráter Gale.

Más reciente, el espectrómetro de imágenes de reconocimiento compacto para Marte (CRISM) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA detectó perclorato de magnesio, clorato de magnesio y perclorato de sodio dentro de líneas de pendiente recurrentes. Estas son rayas que corren cuesta abajo durante la estación marciana más cálida y, por un tiempo, Se pensaba firmemente que eran producidos por agua corriente. Debido a las sales, la fina atmósfera y las gélidas temperaturas, cualquier agua de este tipo probablemente sería más salobre que pura. Aunque los resultados ahora sugieren que los flujos de material seco de alguna manera producen las rayas, sigue siendo posible que el agua todavía pueda existir como líquido en algún lugar de la superficie de Marte.

Mezclar sales

¿Cuál de estos cloratos y percloratos sería más probable que se disolviera en agua en las condiciones marcianas?

Jonathan Toner y David Catling de la Universidad de Washington habían modelado previamente datos del Laboratorio de Química Húmeda de Phoenix, para comprender cómo se comportan las diferentes sales en las temperaturas bajo cero de Marte. Descubrieron que las muestras de suelo probablemente contenían sulfato de magnesio, perclorato de magnesio, perclorato de sodio, perclorato de potasio, cloruro de sodio y carbonato de calcio.

En su último estudio, Toner y Catling elaboraron soluciones a partir de estas sales. Ellos encontraron que de todas las mezclas de agua salada, la solución de clorato de magnesio tenía la presión de vapor más baja. Esto significa que es menos probable que se evapore o congele y es más probable que absorba los niveles bajos de humedad presentes en la atmósfera marciana.

Entonces, para encontrar agua líquida en Marte, ¿Deberían los científicos buscar únicamente sitios en Marte que sean ricos en clorato de magnesio?

"Cualquier sal presente en los suelos de Marte probablemente será como una mezcla de sal, por lo que medir las propiedades de estas mezclas es importante, "dice Toner. Según la química del suelo medida por el módulo de aterrizaje Phoenix, Toner dice que las mezclas de clorato de sodio y magnesio son más probables, mientras que es poco probable que se encuentren mezclas de clorato de calcio.

"Las sales de clorato podrían ser mucho más abundantes que los percloratos en Marte, "El tóner agrega". Nuestros resultados indican que los cloratos pueden tener una capacidad aún mayor para formar agua que los percloratos a través de la delicuescencia [p. Ej. absorbiendo la humedad y disolviéndose en ella] y derritiendo el hielo ".

Agua de por vida

¿Podría haber suficiente agua en estas salmueras para mantener la vida microbiana? Los estudios de extremófilos cultivados en soluciones de perclorato y clorato sugieren que los microbios podrían sobrevivir en las salmueras que pueden existir en Marte. Un grupo de científicos dirigido por Mark Schneegurt, profesor de ciencias biológicas en la Universidad Estatal de Wichita en Kansas, ESTADOS UNIDOS, encontró que varias especies de halotolerantes, es decir, bacterias tolerantes a la sal, pudieron crecer en altas concentraciones de sales de clorato.

"Hasta aquí, hemos cultivado bacterias en cloratos a más de la mitad de su concentración de punto [de fusión más bajo], [que es] lo que esperaríamos en Marte, ", dice Schneegurt." Si bien no hemos demostrado que los microbios puedan crecer a las concentraciones más altas necesarias, Cuando comenzamos, no estaba claro que los microbios pudieran crecer en el 0,6% encontrado por Phoenix. Estamos a más del 25% en este momento y vamos más alto. Hemos mostrado un crecimiento microbiano en estas condiciones de sal y estas sales son comunes en Marte ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de la revista Astrobiology Magazine de la NASA. Explore la Tierra y más allá en www.astrobio.net.