Algunos ríos en el antiguo Marte fluyeron durante períodos lo suficientemente largos como para crear ambientes habitables en el Planeta Rojo, sugiere un nuevo estudio.
Una nueva técnica desarrollada por geólogos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) hace uso de imágenes satelitales para investigar ríos alienígenas, su tasa de flujo y cómo mueven fluidos y sedimentos a través de la superficie de sus mundos natales. Solo se sabe que otros dos mundos en el sistema solar han albergado ríos: Marte, donde el agua fluyó hace miles de millones de años, y la luna Titán de Saturno, donde los ríos de metano todavía fluyen hoy.
Los científicos creen que estas bandas de roca en el cráter Jezero de Marte pueden haber sido formadas por un río profundo y de flujo rápido en el pasado antiguo. El rover Perseverance de la NASA capturó esta escena en un lugar apodado “Skrinkle Haven” usando su cámara Mastcam-Z entre el 28 de febrero y el 9 de marzo de 2023. (Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS)
El equipo del MIT aplicó la técnica para calcular qué tan rápidos y profundos eran los ríos en regiones seleccionadas de Marte en el pasado distante. Encontraron que los ríos posiblemente fluyeron durante al menos 100,000 años en el cráter Gale y durante al menos 1 millón de años en el cráter Jezero, las regiones que actualmente están siendo investigadas por los rovers Curiosity y Perseverance de la NASA, respectivamente. Eso es potencialmente lo suficientemente largo como para permitir el desarrollo y el apoyo de la vida, dijeron los miembros del equipo del estudio.
Luego, el equipo aplicó el mismo proceso a Titán, haciendo estimaciones similares a pesar de la gruesa atmósfera de la luna más grande de Saturno y su mayor distancia de la Tierra.
“Lo emocionante de Titán es que está activo. Con esta técnica, tenemos un método para hacer predicciones reales para un lugar donde no obtendremos más datos durante mucho tiempo”, dijo en un comunicado el miembro del equipo Taylor Perron, profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT. “Y en Marte, nos da una máquina del tiempo para tomar los ríos que están muertos ahora y tener una idea de cómo eran cuando fluían activamente”.
Las imágenes de la misión Cassini de la NASA muestran redes fluviales de hidrocarburos que drenan en lagos en la región polar norte de Titán, la luna más grande de Saturno. (Crédito de la imagen: NASA / JPL / USGS / Robert Lea)
El equipo se inspiró para desarrollar la nueva técnica cuando quedaron desconcertados por las imágenes de los ríos de Titán capturadas por la nave espacial Cassini de la NASA.
Estas imágenes demostraron una curiosa falta de deltas en forma de abanico en las desembocaduras de la mayoría de los ríos de la luna, como se encuentran en las desembocaduras de muchos ríos aquí en la Tierra. Estos deltas están construidos con sedimentos transportados por los ríos. Su ausencia en Titán podría haber indicado que los ríos de hidrocarburos en la luna de Saturno no fluyen con suficiente fuerza para transportar sedimentos, o que el sedimento está ausente de los flujos de los ríos.
Para investigar si este es el caso, el equipo adaptó ecuaciones que relacionan parámetros físicos como el ancho, la profundidad y la pendiente del río con el caudal, al tiempo que tienen en cuenta variables como la gravedad que actúa sobre el río y el tamaño y la densidad del sedimento que se empuja a lo largo del lecho del río.
“Esto significa que los ríos con diferente gravedad y materiales deben seguir relaciones similares”, explicó Perron. “Eso abrió la posibilidad de aplicar esto a otros planetas también”.
Impresión artística del gran lago ubicado en el cráter Jezero. Crédito: NASA
Siguiendo el flujo en Marte
Cuando la nueva técnica se utiliza aquí en la Tierra, los geólogos pueden hacer mediciones de las características del río requeridas por estas ecuaciones para predecir con precisión el caudal de un río o la cantidad de agua y sedimentos que puede mover río abajo.
Por supuesto, esto se vuelve instantáneamente más desafiante cuando se estudian ríos fuera del mundo, con estos datos limitados tanto para Marte como para Titán. Los datos han sido recopilados de Marte por satélites, incluyendo imágenes y estimaciones de elevación, con múltiples misiones orbitales que capturan imágenes de alta resolución del planeta, pero tales observaciones de Titán son raras.
Samuel Birch, miembro del equipo y postdoctorado del MIT, se dio cuenta de que las ecuaciones utilizadas para modelar el flujo del río podrían adaptarse para que solo los datos de ancho y pendiente de un río, que están disponibles a través de imágenes y topografía remotas, puedan usarse para entregar un resultado.
Este método modificado basado en ecuaciones fue probado por Birch con casi 500 ríos en la Tierra, con el método revisado que ofrece predicciones precisas.
Las ecuaciones se aplicaron a Marte y a los antiguos lechos de los ríos que se encuentran en los cráteres Gale y Jezero, que se cree que son antiguos lechos de lagos que se desbordaron con agua hace miles de millones de años. Las predicciones se compararon con las mediciones de campo del tamaño del grano del sedimento recolectadas por Curiosity y Perseverance. Esto ayudó a verificar la precisión de la técnica en ríos lejos de la Tierra.
La enorme Luna de Saturno, Titán, se parece mucho a la Tierra desde lejos, pero es muy diferente a nuestro planeta. Crédito: NASA
Aprendiendo más sobre los ríos de metano de Titán
Los científicos aplicaron el nuevo método y sus ecuaciones revisadas a dos sitios específicos en Titán donde se pueden medir las laderas de los ríos. Esto incluyó un río que desemboca en un lago de metano que es del tamaño del lago Ontario, que también es la ubicación de uno de los únicos deltas fluviales en Titán, que se encontró que fluía casi tan fuerte como el Mississippi aquí en la Tierra.
El equipo comparó el flujo de metano en este río Titán que posee delta con uno que no tiene esa característica. Los investigadores encontraron que este último río Titán fluía casi con la misma fuerza a pesar de no mostrar signos de acumulación de sedimentos en forma de abanico. Esto indicó que debe haber otra razón por la cual la mayoría de los ríos en Titán carecen de deltas.
El equipo también descubrió que los ríos que transportan metano en Titán deberían ser más anchos y tener una pendiente más suave que los ríos que transportan el mismo flujo de agua en la Tierra o Marte.
“Titán es el lugar más parecido a la Tierra”, concluyó Birch. “Solo hemos podido vislumbrarlo. Hay mucho más que sabemos que está ahí abajo, y esta técnica remota nos está acercando un poco más”.
La investigación del equipo fue publicada en línea el lunes (10 de julio) en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.