Astronomía Ciencia

Detectan estanques de agua líquida y salada escondidos en Marte

Cada octubre la luna insiste con su belleza, pero, este año, Marte le hará competencia, al menos desde nuestra vista terrestre, pues su posición respecto a la Tierra es más cercana durante este mes, tiempo en que será posible ver a este planeta junto a la luna. Justo antes de hacer su brillante entrada, la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) informó que bajo el Polo Sur del planeta rojo, en una zona nombrada Ultimi Scopulli, descubrieron estanques subterráneos de agua líquida.

“Mars Near Opposition 1995-2005”. Crédito: Hubble Heritage

Este hallazgo fue posible con la nave espacial Mars Express, la cual fue lanzada al espacio el 2 de junio de 2003 y este 25 de diciembre cumple 27 años de estar en órbita. En 2018, ya se había revelado la existencia de un cuerpo de agua subterráneo, pero, con nuevos análisis y más datos, han determinado que este estanque está rodeado de otras tres zonas húmedas también ubicadas bajo hielo.

Mars Express es una de las dos naves que tiene en órbita la ESA, junto a ellas hay tres naves de la NASA y una más de la India, las cuales recolectan información sobre Marte.

Pero, ¿por qué Mars Express fue la que encontró agua líquida?

El radar delator de brillos

Resulta que Mars Express tiene en su interior, entre otros instrumentos de medición, una herramienta llamada MARSIS (1) , que es un radar avanzado para sondeos subterráneos y de ionosfera diseñado por la Universidad de Roma y el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JLP, por sus siglas en inglés) de la NASA.

El radar tiene tres antenas que fueron desplegadas luego de meses de efectuar diversas simulaciones por ordenador para detectar y eliminar riesgos en la operación. 

MARSIS. Crédito: NASA

¿Cómo funciona? MARSIS lanza, hacia el planeta rojo, microondas de radio codificadas de baja frecuencia y analiza características como el tiempo y la fuerza en que estas regresan, de modo que los ecos contienen información de las superficies que impactan las microondas.

El radar opera de noche para que la ionosfera, capa de la atmósfera en Marte que tiene gases ionizados, no interfiera con las señales y estas puedan adentrarse en la superficie del planeta.

MARSIS realiza experimentos conocidos como RES que son sondeos por eco radioeléctricos, una técnica empleada en la Tierra para detectar agua líquida bajo el hielo de los polos.

En septiembre de este año (2) un grupo italiano revisó un banco de datos más amplio que el obtenido en 2018, sumando 105 observaciones de MARSIS a las 29 logradas dos años antes. Esta diferencia y un análisis más refinado les permitió confirmar la existencia de un estanque principal de 30 kilómetros de ancho junto a otros tres cuerpos de agua, el más amplio de estos mide 9.5 kilómetros. 

Agua salada

Anteriormente habían detectado capas de hielo en diversas zonas de Marte, pero los estanques subterráneos son la primera evidencia de agua líquida en este planeta, también se conoce que el planeta rojo tuvo un pasado acuoso por las redes de valles secos y canales de flujo gigantescos que han sido fotografiados por naves y robots que recorren el planeta vecino.

“Possible Cyclic Bedding (NASA, Mars, 2009)” Crédito: NASA’s Marshall Space Flight Center

Además, se han encontrado minerales hidratados, por ello la búsqueda de agua en Marte no es ociosa y significa la búsqueda de vida o remanentes de esta. Aunque actualmente el agua no pueda permanecer líquida en la superficie por las temperaturas y la bajísima presión atmosférica de Marte. 

En 2018 un grupo de investigadores e investigadoras del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, la ESA y otros institutos italianos publicaron en Science (3) un artículo para informar la evidencia de agua líquida atrapada debajo del hielo en una parte del polo sur.

Esto se observó con datos recopilados entre mayo de 2012 y diciembre de 2015 por el radar MARSIS. Los italianos refirieron que la señal indicaba áreas brillantes en una zona de 20 kilómetros de ancho, ese brillo tenían una permitividad dieléctrica alta, parámetro físico que describe cuánto es afectado un material por un campo eléctrico y que suele ser muy diferente en todos los materiales, en este caso su valor coincidió con el del agua con sal bajo hielo.

La Tierra como laboratorio

Si la sonda fue enviada en 2003, ¿por qué demoraron 15 años en detectar agua?

Además de que la nave Mars Express realiza múltiples tareas mientras orbita, en 2018 Andre Cicchetti, la gerente de operaciones de MARSIS, indicó que para poder encontrar agua tuvieron que “activar una frecuencia de muestreo más alta y así mejorar la resolución de la huella de su conjunto de datos”.

Aunado a esto, solo hasta 2020 se analizaron de forma más refinada los datos, cuando fue posible emplear conocimientos generados en los lagos de hielo cubiertos sobre nuestro planeta Tierra, donde se han empleado en los últimos años instrumentos similares al radar MARSIS para ver bajo la superficie.

De modo que ahora son capaces de entender otras cualidades de aquellos ecos que la superficie de Marte les regresa.

Valores mayores que 15 sugieren la presencia de agua líquida. Crédito: R. OROSEI, S. E. LAURO, E. PETTINELLI et al.

En este último estudio se consideró la naturaleza cambiante de las señales y las variaciones les reflejaron un patrón diferente del subsuelo, uno con más detalles que permite detectar los cuerpos de agua más pequeños y relacionar su contenido con el de salmueras de perclorato hipersalinas.

De forma específica la captura y entendimiento de nuevos datos se han ido perfeccionando con los conocimientos generados gracias a estudiar cuerpos de agua subglaciales como el lago Vostok en la Antártida u otros existentes en Canadá y Groenlandia.

Además, esos lagos terrestres ofrecen a los astrobiólogos, quienes estudian el origen, evolución y distribución de la vida en el universo, herramientas para explorar cómo sobrevive la vida en ambientes extremos y así diseñar formas de identificar vida o remanentes de vida en otros planetas.

Este año los investigadores cierran el informe de su descubrimiento señalando que:

“La posibilidad de cuerpos de agua hipersalinos extendidos en Marte es emocionante debido al potencial de existencia de vida microbiana, como extremófilos, anaerobios o incluso aerobios (considerando que la solubilidad del O2 en salmueras es hasta 6 veces el nivel mínimo requerido para respiración microbiana)”.

R. OROSEI, S. E. LAURO, E. PETTINELLI et al.

Su observación refiere que Ultimi Scopulli deberá ser visitado en futuras misiones para adquirir datos experimentales, ya que es una zona que ha demostrado tener implicaciones importantes para la protección planetaria.

La cercanía con Marte este octubre va más allá de verle brillar con su particular rojo en el cielo nocturno, pues como nos demuestra su agua y la forma de localizarla, nuestro contacto con Marte también se mide con el ir y venir de conocimiento que nos permita saber más de él e indagar formas diferentes de ver nuestra Tierra, de modo que el desarrollo de técnicas e información viaja entre ambos planetas junto al brillo de su imagen.

Fuentes: 

(1)https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Mars_Express/Mars_Express_detects_liquid_water_hidden_under_planet_s_south_pole 

(2)https://arxiv.org/pdf/2010.00870.pdf 

(3)https://science.sciencemag.org/content/361/6401/490.full 

Foto de portada: R. Orosei, S.E. Lauro, E. Pettinelli et al.

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