Marte y su agua.
Mars Express detecta agua líquida bajo el polo sur de Marte.
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| Detecta agua líquida bajo el polo sur de Marte. |
La sonda Mars Express de la ESA ha utilizado señales de radar rebotadas a través de capas subterráneas de hielo para encontrar evidencia de un estanque de agua enterrado bajo el casquete polar sur.
Veintinueve observaciones específicas se realizaron entre 2012 y 2015 en la región de Planum Australe en el polo sur utilizando el radar Mars Advanced Radar para el subsuelo y el instrumento Ionosphere Sounding, MARSIS. Un nuevo modo de operaciones establecido en este período permitió recuperar datos de mayor calidad que antes en la misión.
El área de estudio de 200 km cuadrados se indica en la imagen de la izquierda y las huellas de radar en la superficie se indican en la imagen del medio para múltiples órbitas. La imagen de fondo en escala de grises es una imagen del Sistema de Imágenes de Emisión Térmica de la Mars Odyssey de la NASA y resalta la topografía subyacente: una llanura sin rasgos distintivos con escarpes helados en la parte inferior derecha (hacia el sur).
Las huellas están codificadas por colores correspondientes a la "potencia" de la señal del radar reflejada por las características debajo de la superficie. La gran área azul cerca del centro corresponde al área principal brillante del radar, detectada en muchas órbitas superpuestas de la nave espacial.
Un perfil de radar subsuperficial se muestra en el panel de la derecha para una de las órbitas de Marte. La brillante característica horizontal en la parte superior representa la superficie helada de Marte en esta región. Los depósitos estratificados del polo sur, capas de hielo y polvo, se ven a una profundidad de aproximadamente 1,5 km. A continuación se muestra una capa base que en algunas áreas es incluso más brillante que los reflejos de la superficie, resaltados en azul, mientras que en otros lugares es bastante difusa. El análisis de los detalles de las señales reflejadas desde la capa base produce propiedades que corresponden al agua líquida.
Los reflejos más brillantes se centran alrededor de 193 ° E / 81 ° S en las órbitas que se cruzan, delineando una zona bien definida de 20 km de ancho.
Mapa de contexto de derechos de autor: NASA / Viking; Antecedentes de THEMIS: NASA / JPL-Caltech / Arizona State University; Datos MARSIS: ESA / NASA / JPL / ASI / Univ. Roma; R. Orosei y otros 2018
Indicios claros de agua en Marte.
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| La sonda Mars Express de la ESA. Copyright Spacecraft image credit: ESA/ATG medialab; Mars: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO. |
Los datos de radar recopilados por la sonda Mars Express de la ESA señalan la existencia de una masa de agua líquida bajo capas de hielo y polvo en la región polar meridional de Marte.
Las vastas redes de valles fluviales secos y los enormes canales de desbordamiento fotografiados por las sondas que circunvalan el planeta dan cuenta del pasado acuático de Marte. Estos orbitadores, junto con los módulos de aterrizaje y los robots exploradores de la superficie, también han descubierto minerales que solo podrían formarse en presencia de agua líquida.
Sin embargo, el clima ha cambiado significativamente a lo largo de los 4.600 millones de años de historia del planeta, y hoy ya no puede haber agua líquida en la superficie, por lo que los científicos están buscándola en el subsuelo. Los resultados preliminares de la sonda Mars Express, que lleva 15 años en funcionamiento, ya han detectado hielo de agua en los polos y en capas bajo la superficie, mezclada con polvo.
Desde hace tiempo se sospechaba de la presencia de agua líquida en la base de los polos; al fin y al cabo, los estudios en la Tierra han demostrado ampliamente que el punto de fusión dela gua disminuye bajo la presión de un glaciar. Además, la presencia de sales en Marte podría reducir aún más el punto de fusión del agua y hacer que se mantenga en estado líquido incluso a temperaturas de congelamiento.
No obstante, las pruebas del radar avanzado para la investigación de la ionosfera y del subsuelo de Marte, MARSIS, que fue la primera sonda por radar en orbitar otro planeta, no eran concluyentes... hasta ahora.
La insistencia de los científicos que trabajan con este instrumento ha permitido desarrollar nuevas técnicas para recopilar la mayor cantidad posible de datos de alta resolución y confirmarlo.
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| El Mars Express de la ESA ha utilizado señales de radar rebotadas a través de capas subterráneas de hielo para identificar un estanque de agua enterrado debajo de la superficie. Esta imagen muestra un ejemplo de perfil de radar para una de las 29 órbitas en la región de estudio de 200 x 200 km en la región polar sur de Marte. La brillante característica horizontal en la parte superior corresponde a la superficie helada de Marte. Las capas de depósitos en capas polares del sur - capas de hielo y polvo - se ven a una profundidad de aproximadamente 1,5 km. Debajo hay una capa base que en algunas áreas es incluso más brillante que los reflejos de la superficie, mientras que en otros lugares es bastante difusa. Los reflejos más brillantes de la capa base, cerca del centro de esta imagen, se centran alrededor de 193 ° E / 81 ° S en todas las órbitas que se cruzan, describiendo una anomalía subsuperficial bien definida de 20 km de ancho que se interpreta como un estanque de líquido agua. Crédito: ESA / NASA / JPL / ASI / Univ. Roma; R. Orosei y otros 2018. |
Este radar, que penetra bajo la superficie, envía pulsos a la superficie para medir lo que tardan en rebotar y volver a la nave, así como su intensidad. Las propiedades del material influyen en la señal recuperada, lo que hace posible cartografiar la topografía del subsuelo.
La investigación del radar muestra que la región del polo sur marciano está formada por numerosas capas de hielo y polvo con una profundidad máxima de 1,5 km en el área de 200 km de ancho analizada en este estudio. Dentro de una zona de 20 km de diámetro se ha identificado una reflexión especialmente brillante del radar bajo las capas de depósitos.
Al analizar las propiedades de las señales de radar reflejadas y considerar la composición de las capas de depósitos y el perfil de temperatura esperado bajo la superficie, los científicos interpretan esta formación brillante como el punto de unión entre el hielo y un cuerpo estable de agua líquida, que podrá estar cargado de sedimentos salinos saturados. Para que MARSIS haya sido capaz de detectarlo, tendría que tener un espesor mínimo de varias decenas de centímetros.
“Esta anomalía bajo la superficie de Marte presenta propiedades que indican que se trata de agua o sedimentos ricos en agua”, explica Roberto Orosei, investigador principal del experimento MARSIS y primer firmante del artículo publicado ayer en Science. “El área de estudio abarca una zona pequeña, pero resulta emocionante pensar que podría haber más bolsas de agua en otros lugares, aún por descubrir”.
“Llevamos años viendo signos de fenómenos subterráneos de interés pero no podíamos reproducir el resultado de órbita a órbita, ya que las frecuencias de muestreo y la resolución de nuestros datos hasta ahora eran demasiado bajas” añade Andrea Cicchetti, responsable de operaciones de MARSIS y coautor del nuevo artículo.
“Teníamos que dar con un nuevo modo de operación que evitase parte del procesamiento a bordo y permitiese una frecuencia de muestreo mayor para mejorar la resolución de nuestros datos: ahora podemos identificar cosas que antes no éramos capaces de ver”.
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| El Orbitador de Gas Trace de ExoMars capturó esta vista de una parte del casquete glacial del Polo Sur en Marte el 13 de mayo de 2018. Los polos de Marte tienen enormes capas de hielo similares a los casquetes polares de la Tierra en Groenlandia y la Antártida. Estas tapas están compuestas principalmente de hielo de agua y se depositaron en capas que contienen cantidades variables de polvo. Se les conoce como depósitos marcianos de capas polares (PLD). Gracias a los cañones masivos que diseccionan los depósitos estratificados, las naves orbitales en órbita pueden ver la estructura interna en capas. El sistema de imágenes de superficie estéreo y color del orbitador ExoMars, CaSSIS, vio este segmento de 7 x 38 km de depósitos de capas heladas cerca del margen del PLD Sur, que se extiende tan al norte como 73 ° S. Aquí, CaSSIS tiene imágenes de depósitos remanentes dentro de un cráter en este margen. Las bellas variaciones en el color y el brillo de las capas son visibles a través de los filtros de color de la cámara. Destaca el hielo brillante y los depósitos de arena más roja hacia la parte superior de la imagen. El programa ExoMars es un esfuerzo conjunto entre ESA y Roscosmos. Crédito: ESA / Roscosmos / CaSSIS, CC BY-SA 3.0 IGO. |
El hallazgo recuerda en cierta medida al lago Vostok, descubierto a unos 4 km bajo el hielo de la Antártida. Se sabe que ciertas formas de vida microbiana prosperan en entornos subglaciales de la Tierra, pero ¿las bolsas subterráneas de agua salina y rica en sedimentos de Marte podrían suponer un hábitat adecuado, o haberlo supuesto en el pasado? Aún no se sabe si en algún momento hubo vida en Marte, una pregunta a la que intentarán responder las misiones a Marte, incluidos el actual orbitador ruso-europeo de ExoMars y el futuro róver.
“La larga duración de Mars Express y el enorme esfuerzo realizado por el equipo del radar para superar todos los retos relacionados con el análisis han hecho posible este resultado tan esperado, lo que demuestra que la misión y su carga útil aún tienen un gran potencial científico”, apunta Dmitri Titov, científico del proyecto Mars Express de la ESA.
“Este fantástico descubrimiento constituye un hito para la planetología y contribuirá a que entendamos mejor la evolución de Marte, la historia del agua en el planeta y su habitabilidad”.
La sonda Mars Express fue lanzada el 2 de junio de 2003 y el 25 de diciembre de este año cumplirá 15 años en el espacio.
Notas para los editores
El artículo “Radar evidence of subglacial liquid water on Mars”, de R. Orosei et al., está publicado en la revista Science.
El instrumento MARSIS ha sido financiado por la agencia espacial italiana ASI y la NASA, y fue desarrollado por la Universidad de Roma (Italia) en colaboración con el Laboratorio de Propulsión a Reacción (JPL) de la NASA.
Para más información:
Roberto Orosei
MARSIS Principal Investigator
Istituto Nazionale di Astrofisica, Bologna, Italy
Email: roberto.orosei@inaf.it
Andrea Cicchetti
MARSIS Operations Manager
Istituto Nazionale di Astrofisica, Roma, Italy
Dmitri Titov
ESA Mars Express Project Scientist
Email: dmitri.titov@esa.int
Markus Bauer
ESA Science Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email: markus.bauer@esa.int
• Publicado en ESA el 28 de julio del 2.018, enlace noticia.
