¿Puede un nuevo tipo de glaciar en Marte ayudar a los futuros astronautas?

Representación de un artista de los datos HiRISE de la NASA de un glaciar de latitud media en Marte, aislado por una capa poco profunda de polvo y roca. Ubicado en la pared de la mesa en Protonilus Mensae en Marte. Fuente: Kevin Gill / Flickr

El 21 de abril de 1908, cerca del Polo Norte de la Tierra, el explorador ártico Frederick Albert Cook escribió una frase memorable en su diario: «Éramos las únicas criaturas pulsantes en un mundo muerto de hielo». Estas palabras pronto pueden adquirir un nuevo significado para la humanidad en otro mundo muerto de hielo oculto, sumergido bajo la arena roja de sus gélidos desiertos. Este mundo muerto es Marte, y el desierto es la región de latitud media del planeta conocida como Arcádia Planitia.

Sharon Hibbard es candidata a doctorado en geología y ciencias planetarias en la Universidad de Western Ontario y autora principal de un nuevo artículo científico sobre glaciares y actividades similares a glaciares en Arcádia Planitia, publicado recientemente en Icarus. Hibbard y asociados identificaron evidencia de un glaciar en esta región que desafía las expectativas y, debido a sus características únicas, puede servir como un fuente de agua para futuros aterrizajes y exploraciones humanas.

La evidencia de los glaciares marcianos, a los que la comunidad científica se refiere con más cautela como «características de flujo viscoso», se investigó por primera vez en la década de 1970 utilizando imágenes de satélite de Programa Vikingo de la NASA, la segunda y tercera naves espaciales en llegar a la superficie de Marte. Los científicos estaban intrigados por las ondas y los flujos generalizados en la superficie marciana, muchos con características similares a la morrena que se asemejaba a los paisajes glaciares de la Tierra.

El nuevo estudio investiga las características del flujo viscoso en las latitudes medias bajas de Arcádia Planitia, mapeando exhaustivamente docenas de características de la superficie probablemente producidas por los glaciares subterráneos de Marte hechos de agua helada. En el proceso de mapeo, el equipo encontró algo bastante inesperado: evidencia de flujo de hielo a través de una gran llanura plana. Este tipo de flujo de hielo no se ve comúnmente en Marte, donde la mayoría de las características prominentes relacionadas con el hielo toman la forma de ondulaciones y crestas en valles y pendientes donde la gravedad puede hacer que el hielo descienda. El equipo de Hibbard encontró estas «características sinuosas» en una región plana de Arcádia Planitia, misteriosamente aislada de cualquier acantilado o pendiente. ¿Cómo es posible que fluya este hielo en las llanuras de Arcádia Planitia?

Examinando la presencia de agua en Marte

Las suposiciones fundamentadas sobre la existencia de agua y hielo en Marte precedieron a la era de los vuelos espaciales por cientos de años. La observación telescópica de las grandes formas terrestres de Marte y los casquetes polares llevó al astrónomo William Herschel a especular en 1784 que el planeta rojo estaba poblado de vida inteligente.

Los avances en la tecnología de los telescopios disiparon en gran medida esta teoría en el siglo XX, pero la existencia de agua y hielo en Marte siguió siendo incierta hasta que llegaron el primer orbitador y las sondas en la década de 1970. No solo el programa Viking de la NASA descubrir rastros vapor de agua atmosférico, pero sus imágenes orbitales también revelaron la existencia de numerosas características similares a glaciares. El hielo de agua expuesto se sublima a las bajas presiones y temperaturas de congelación presentes en la superficie de Marte, por lo que si los glaciares de agua helada eran responsables de los flujos observados similares a la Tierra, los investigadores conjeturaron que el hielo debe estar protegido por una gruesa capa de escombros. Otras observaciones confirmaron esta hipótesis y, en las décadas siguientes, la comunidad científica comenzó a mapear, catalogar y categorizar muchos miles de candidatos a glaciares con diversos grados de confianza. Con el tiempo, nuestras capacidades han pasado de la especulación con los oculares de los telescopios a las observaciones puntuales precisas en todo el espectro electromagnético.

La presencia de hielo de agua debajo de la superficie de Marte fue confirmado en 2008 por la sonda Phoenix, reforzando los descubrimientos de Mars Odyssey, cuyos sensores indicaron grandes cantidades de hielo de agua subterránea en las latitudes medias más templadas en 2002. Por ejemplo, el hielo del agua subterránea en las llanuras planas de Arcadia se midió directamente con el radar del Mars Reconnaissance Orbiter y comenzó a 6 centímetros por debajo de la capa superficial de polvo y escombros, extendiéndose hasta una profundidad promedio de 38 metros.

Comprender el flujo de hielo inesperado

Ver la parte inferior de una capa de hielo para discernir qué la hace fluir no es una tarea fácil y solo se vuelve más compleja cuando la capa de hielo está a 170 millones de millas de distancia. Afortunadamente, las misteriosas características de flujo que encontró el equipo de Hibbard en las llanuras planas de Arcadia no son exclusivas de este sistema solar; de hecho, no tenemos que viajar muy lejos para estudiar un análogo. Hibbard y asociados identificaron sorprendentes similitudes con Antártidacorrientes de hielo, regiones en sus capas de hielo planas donde un cierto volumen de hielo se mueve más rápido que su entorno.

Aunque la ciencia contemporánea aún no tiene una comprensión detallada de las causas de estas corrientes de hielo en la Tierra, los investigadores infirieron que la topografía del subsuelo y el derretimiento en la parte inferior de la capa de hielo pueden desempeñar un papel. Hibbard señala que los flujos de Arcadia exhiben varias de las principales características de los flujos de hielo de la Tierra. El hielo de Arcadia ha dejado de fluir, acumulando una capa más gruesa de escombros en la superficie, convirtiéndose en una corriente de hielo estancada.

«Encontrar posibles características de flujo en esta región plana fue muy emocionante», dijo Hibbard en una entrevista con GlacierHub. «Estudios anteriores han sugerido que una capa de hielo está enterrada en nuestro sitio de estudio, y nuestra evidencia de hielo canalizado hacia esa capa indica que hay una dinámica glacial más compleja en Marte».

Implicaciones para la explotación humana

Estas características únicas de la capa de hielo de las llanuras de Arcadia plantean otra pregunta, que sin duda a William Herschel le encantaría escuchar: ¿podrían los astronautas humanos extraer y utilizar el hielo de agua?

Si bien la mayoría de los glaciares marcianos y su hielo subterráneo se encuentran cerca de acantilados y en pendientes, ese hielo está cerca de la superficie y forma una capa de hielo plana y templada cubierta con pocas rocas u otros peligros geográficos. Sería un lugar de aterrizaje ideal. Hibbard propone que esta región es «favorable para el uso futuro de recursos in situ y misiones humanas», debido al gran volumen y la pureza razonable del hielo cerca de la superficie.

Nilton Renno, astrobiólogo de la Universidad de Michigan enfatiza la dificultad de extraer hielo del agua en Marte, escribiendo para GlacierHub que «[many] Los glaciares se encuentran en regiones que son más desafiantes para la exploración humana debido a las temperaturas más bajas durante el invierno y la topografía, «aunque» en latitudes altas, el hielo de agua es fácilmente accesible. «Phoenix Lander descubrió fácilmente el hielo del agua subterránea en latitudes altas al norte de Marte, un área que es poco probable que los humanos visiten debido a su frío extremo y la falta de luz solar.

Germán Martínez, científico del equipo del Houston Lunar Institute and Planetarium, afirma la viabilidad de la latitud media Arcadia Planitia como lugar de aterrizaje, escribiendo a GlacerHub que «en general, es más viable ir a latitudes bajas y medias, donde las temperaturas son más suaves y la energía solar está disponible todo el año … en estas latitudes medias y bajas, sin embargo, el hielo de agua suele ser más profundo en el subsuelo que en las latitudes polares «.

El hielo poco profundo encontrado por Hibbard y colaboradores se destaca de esta tendencia, solo ligeramente enterrado y mucho más fácilmente accesible que otros depósitos de hielo de agua que se encuentran típicamente en latitudes medias de Marte. Con el tiempo, el congelado Agua en Arcádia, Planitia puede ver la superficie una vez más, encontrando uso en manos de futuros astronautas, transformando la superficie muerta de un mundo helado en uno con un poco más de vida.

Proporcionado por Earth Institute, Columbia University

Esta historia fue reeditada por cortesía del Earth Institute, Columbia University. http://blogs.ei.columbia.edu.