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Nueva evidencia de agua líquida en Marte

Investigaciones anteriores han sugerido que hay agua debajo de la capa de hielo del polo sur de Marte.

La nueva evidencia de un equipo de investigación internacional sugiere que puede haber agua líquida debajo de la capa de hielo del polo sur de Marte.

Los investigadores, dirigidos por la Universidad de Cambridge, utilizaron datos de altímetro láser de naves espaciales para descubrir patrones sutiles en la altura de la capa de hielo. Después de eso, demostraron cómo estos patrones se correspondían con las predicciones de modelos informáticos de los efectos que tendría en la superficie una masa de agua debajo de la capa de hielo.

Sus hallazgos son consistentes con las lecturas de radar de penetración de hielo anteriores, que originalmente se interpretaron para indicar la posibilidad de una región de agua líquida debajo del hielo. Existe desacuerdo sobre la interpretación del agua líquida basada solo en datos de radar, y algunos investigadores argumentan que la señal del radar no es causada por agua líquida.

Los hallazgos, que se publicaron en la revista Nature Astronomy , proporcionan la primera línea de evidencia independiente de que existe agua líquida debajo de la capa de hielo del polo sur de Marte utilizando datos distintos al radar.

El panel de la izquierda muestra la topografía de la superficie del polo sur de Marte, con el contorno del casquete polar sur en negro. La línea azul claro muestra el área utilizada en los experimentos de modelado y el cuadrado verde muestra la región que contiene el agua subglacial inferida. El hielo en la región tiene alrededor de 1500 m de espesor. El panel de la derecha muestra la ondulación de la superficie identificada por el equipo de investigación dirigido por Cambridge. Es visible como el área roja, que se eleva de 5 a 8 m por encima de la topografía regional, con una depresión más pequeña (2 a 4 m por debajo de la topografía regional) río arriba (hacia la parte superior derecha de la imagen). El contorno negro muestra el área de agua inferida por el radar en órbita. Crédito: Universidad de Cambridge.

“La combinación de la nueva evidencia topográfica, los resultados de nuestro modelo de computadora y los datos del radar hacen que sea mucho más probable que al menos un área de agua líquida subglacial exista en Marte hoy, y que Marte aún debe estar geotérmicamente activo para mantener la actividad geotérmica. agua debajo del líquido de la capa de hielo”, dijo el profesor Neil Arnold del Instituto de Investigación Polar Scott de Cambridge, quien dirigió la investigación.

Al igual que la Tierra, Marte tiene gruesas capas de hielo de agua en ambos polos que, en conjunto, casi igualan el volumen de la capa de hielo de Groenlandia. Sin embargo, antes se creía que los casquetes polares de Marte estaban completamente congelados hasta sus lechos debido al gélido clima marciano, a diferencia de las capas de hielo de la Tierra, que están sustentadas por canales llenos de agua e incluso grandes lagos subglaciales.

En 2018, la evidencia del satélite Mars Express de la Agencia Espacial Europea desafió esta suposición. El satélite tiene un radar de penetración de hielo llamado MARSIS, que puede ver a través de la capa de hielo del sur de Marte. Reveló un área en la base del hielo que reflejaba fuertemente la señal del radar, que se interpretó como un área de agua líquida debajo de la capa de hielo.

Sin embargo, estudios posteriores sugirieron que otros tipos de materiales secos, que existen en otras partes de Marte, podrían producir patrones similares de reflectancia si existen debajo de la capa de hielo. Dadas las condiciones climáticas frías, el agua líquida debajo de la capa de hielo requeriría una fuente de calor adicional, como el calor geotérmico del interior del planeta, a niveles superiores a los esperados para el Marte actual. Esto dejó la confirmación de la existencia de este lago en espera de otra línea de evidencia independiente.

En la Tierra, los lagos subglaciales afectan la forma de la capa de hielo suprayacente: su topografía superficial. El agua de los lagos subglaciales reduce la fricción entre la capa de hielo y su lecho, lo que afecta la velocidad del flujo de hielo por gravedad. Esto, a su vez, afecta la forma de la superficie de la capa de hielo sobre el lago, a menudo creando una depresión en la superficie del hielo seguida de un área elevada más abajo.

El equipo, que también incluía investigadores de la Universidad de Sheffield, la Universidad de Nantes, el University College de Dublín y la Open University, utilizó una variedad de técnicas para examinar los datos del satélite Mars Global Surveyor de la NASA sobre la topografía de la superficie del parte del casquete polar sur de Marte donde se identificó la señal del radar.

Su análisis reveló una ondulación superficial de 10 a 15 kilómetros de largo que comprende una depresión y un área elevada correspondiente, las cuales se desvían varios metros de la superficie de hielo circundante. Esto es similar en escala a las ondulaciones sobre los lagos subglaciales aquí en la Tierra.

Luego, el equipo probó si la ondulación observada en la superficie del hielo podría explicarse por el agua líquida en el lecho. Ejecutaron simulaciones de modelos informáticos de flujo de hielo, adaptadas a condiciones específicas en Marte. Luego insertaron un parche de fricción de cama reducida en la capa de hielo simulada donde el agua, si está presente, permitiría que el hielo se deslice y se acelere. También variaron la cantidad de calor geotérmico procedente del interior del planeta. Estos experimentos generaron ondulaciones en la superficie de hielo simulada que eran similares en tamaño y forma a las que el equipo observó en la superficie de la capa de hielo real.

La similitud entre la ondulación topográfica producida por el modelo y las observaciones reales de la nave espacial, junto con la evidencia anterior de radar de penetración de hielo, sugiere que hay una acumulación de agua líquida debajo de la capa de hielo del polo sur de Marte y que la actividad magmática ocurrió hace relativamente poco tiempo en el subsuelo. de Marte para permitir el calentamiento geotérmico mejorado necesario para mantener el agua en estado líquido.

“La calidad de los datos que regresan de Marte, tanto de los satélites orbitales como de los módulos de aterrizaje, es tal que podemos usarlos para responder preguntas realmente difíciles sobre las condiciones en, e incluso debajo de la superficie del planeta, usando las mismas técnicas que también usamos. en la Tierra”, dijo Arnold. “Es emocionante usar estas técnicas para descubrir cosas sobre planetas distintos al nuestro”.

Referencia: “Impacto topográfico superficial del agua subglacial debajo del casquete polar sur de Marte” por NS Arnold, FEG Butcher, SJ Conway, C. Gallagher y MR Balme, 29 de septiembre de 2022, Nature Astronomy . DOI: 10.1038/s41550-022-01782-0

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