Una investigación de la Universidad Rice revela hallazgos clave con importantes implicaciones para determinar la habitabilidad del planeta rojo.
Un equipo de científicos sugiere que Marte, en su pasado lejano, pudo haber sido más parecido a la Tierra de lo que pensábamos, con agua líquida que cubría parte de su superficie y con procesos geológicos complejos que aumentarían las posibilidades de que hubiera prosperado la vida en el planeta rojo.
La idea de que Marte fue un planeta acuoso está avalada por múltiples evidencias científicas, desde las imágenes de satélite que muestran canales y valles que parecen haber sido tallados por agua que fluía, similares a los ríos en la Tierra, hasta la identificación de minerales como arcillas y sulfatos que solo se forman en presencia de agua líquida.
Pero hace unos 3.000 millones de años, los océanos marcianos desaparecieron debido, en parte, a que los vientos solares erosionaron brutalmente su atmósfera, cuando el planeta rojo perdió su campo magnético global; y a un cambio climático global que enfrió Marte e hizo que, junto a la pérdida de presión atmosférica, el agua se evaporara o se congelara.
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Océanos de agua bajo la superficie marciana
Hoy, Marte tiene grandes cantidades de hielo en sus polos y bajo su superficie. Es más, un reciente sondeo del interior del planeta ha hallado pruebas de la existencia de una enorme reserva subterránea de agua líquida, suficiente para llenar océanos en la superficie marciana.
Pero la presencia de agua en el planeta rojo, uno de los requisitos para que prospere la vida, no ha permitido confirmar, de momento, que existan o hayan existido formas de vida, en concreto, microbiana. Ahora bien, las condiciones pasadas del planeta y algunos hallazgos recientes mantienen abierta la posibilidad.
Una posibilidad que cobra más fuerza gracias a un nuevo estudio que ha investigado cómo las variaciones en el espesor de la corteza de Marte durante su historia temprana pudieron influir de modo significativo en la evolución del magma y de los sistemas hidrológicos del planeta rojo.
Formación de magmas graníticos
El estudio, publicado en la revista Earth and Planetary Science Letters, sugiere que la gruesa corteza de las tierras altas del sur de Marte, que se formó hace miles de millones de años, propició dos cosas: la formación de magmas graníticos —masas de roca fundida ricas en óxido de sílice (SiO₂) que se forman cuando la corteza planetaria se derrite parcialmente— y el mantenimiento de vastos acuíferos subterráneos.
Estos hallazgos no son moco de pavo, ya que desafían las ideas tradicionales sobre el pasado geológico e hidrológico del planeta rojo, y amplían la posibilidad de vida en un Marte jovencísimo.
El estudio, liderado por Cin-Ty Lee, profesor de la Universidad Rice, en Estados Unidos, revela que la corteza de las tierras altas del sur de Marte, con espesores de hasta 80 kilómetros en ciertos puntos, estaba lo suficientemente caliente durante el periodo Noeico y los inicios del Hespérico, hace entre 3.000 y 4.000 millones de años, como para permitir la fusión parcial de su parte inferior.
Una corteza de Marte muy dinámica
Este fenómeno, impulsado por el calor generado por el decaimiento radiactivo, habría dado lugar a la producción de magmas ricos en sílice, como es el caso de los granitos, y al mantenimiento de acuíferos bajo la superficie helada de Marte.
«Nuestros resultados muestran que los procesos de la corteza marciana fueron mucho más dinámicos de lo que se creía»
Cin-Ty Lee, catedrático de Geología y experto en ciencias de la Tierra, medioambientales y planetarias.
En palabras de Lee, «una corteza gruesa en las tierras altas del sur no solo pudo generar magmas graníticos sin necesidad de tectónica de placas, sino que también creó las condiciones térmicas necesarias para la existencia de acuíferos subterráneos estables: depósitos de agua líquida en un planeta que comúnmente hemos considerado seco y helado».
Potasio, fósforo y otros elementos esenciales para la vida
Hay que decir que los magmas graníticos son muy comunes en la Tierra y que, según los geólogos, están asociados a procesos tectónicos. Además, tienen importantes implicaciones para la habitabilidad, ya que los magmas graníticos son generosos en elementos clave para la vida, como el potasio y el fósforo.
Recordemos que la habitabilidad de un planeta no es otra cosa que su capacidad para sostener vida en función de factores clave como son la presencia de agua líquida, una fuente de energía y condiciones químicas y ambientales favorables para que prosperen los organismos.
El equipo de investigación, integrado en parte por los profesores Rajdeep Dasgupta y Kirsten Siebach, de la Universidad Rice, y Patrick McGovern, del Instituto Lunar y Planetario, utilizó un modelado térmico avanzado para reconstruir las condiciones térmicas de la corteza marciana durante los periodos Noeico y Hespérico temprano.
De un Marte húmedo a un Marte seco
El primer periodo se caracterizó por una intensa actividad volcánica y frecuentes impactos de meteoritos, la existencia de agua líquida en ríos y lagos y la formación de la gruesa corteza de las tierras altas del sur. Sin embargo, durante el Hespérico temprano, Marte empezó a secarse y a ser azotado por grandes erupciones volcánicas y ríos de lava.
Al incorporar en los modelos variables como el grosor de la corteza, la generación de calor radiactivo y el flujo de calor proveniente del manto de Marte, los investigadores simularon cómo el aumento de las temperaturas influyó en la capacidad de fusión de la corteza y en la estabilidad del agua subterránea.
Las simulaciones revelaron que, en las regiones donde la corteza superaba los cincuenta kilómetros de espesor, era probable que se produjera una fusión parcial generalizada. Este proceso habría generado magmas félsicos, esto es, rocas fundidas ricas en sílice (SiO₂) y elementos ligeros, como el aluminio, el sodio y el potasio. Y lo habría hecho de manera directa, mediante la fusión por deshidratación, o indirectamente, a través de la cristalización fraccionada de magmas intermedios.
Los granitos no son exclusivos de la Tierra
Además, el elevado flujo de calor en la corteza gruesa de las tierras altas del sur habría permitido la existencia de extensos acuíferos subterráneos bajo la superficie marciana, a varios kilómetros de profundidad.
El estudio desafía la idea generalizada de que los granitos son exclusivos de la Tierra, y muestra que Marte también pudo generar magmas graníticos mediante calentamiento radiogénico —el calor generado por la desintegración de elementos radiactivos—, incluso en ausencia de tectónica de placas.
Es probable que estos granitos se encuentren ocultos bajo extensos flujos de basalto en las tierras altas del sur, lo que abre nuevas posibilidades para la interpretación de la geología marciana. Asimismo, la investigación sugiere la presencia de antiguos sistemas de aguas subterráneas en las tierras altas meridionales de Marte.
Impactos de meteoritos que provocan inundaciones
En estas regiones, el flujo de calor superficial habría reducido la extensión del permafrost o hielo permanente, lo que permitiría la existencia de acuíferos subsuperficiales estables. Estos depósitos de agua pudieron ser activados ocasionalmente por eventos volcánicos o por impactos de rocas espaciales, que habrían desencadenado inundaciones episódicas en la superficie del planeta rojo.
Los hallazgos del estudio tienen profundas implicaciones para la habitabilidad de Marte. La presencia de agua líquida y la capacidad de generar magmas graníticos, ricos, como ya se ha mencionado, en elementos esenciales para la vida, sugieren que las tierras altas del sur del planeta rojo pudieron haber sido más propicias para la vida en el pasado de lo que se creía.
«Los granitos no son simplemente rocas; son registros geológicos que documentan la evolución térmica y química de un planeta —explica Dasgupta, catedrático de Ciencias de la Tierra, Medioambientales y Planetarias. Y continúa—: En la Tierra, los granitos están estrechamente vinculados a la tectónica de placas y al reciclaje del agua. El hecho de que podamos identificar indicios de magmas similares en Marte, formados a través de la refundición profunda de su corteza, resalta la complejidad del planeta y su potencial para haber albergado vida en el pasado».
«Cada nuevo conocimiento sobre los procesos de la corteza marciana nos acerca un paso más a resolver algunas de las preguntas fundamentales de la ciencia planetaria, como la evolución de Marte y su capacidad para sustentar vida. Nuestra investigación proporciona una hoja de ruta clara sobre dónde enfocar las búsquedas y qué indicios priorizar mientras seguimos explorando estas cuestiones».
Kirsten Siebach, profesora del equipo de investigación de la Universidad Rice.
El estudio también identifica regiones prioritarias para futuras misiones espaciales, al señalar lugares donde podría ser posible encontrar rocas graníticas o investigar antiguos depósitos de agua. Grandes cráteres y fracturas en las tierras altas del sur, por ejemplo, podrían ofrecer una ventana directa a las capas más profundas de la corteza marciana.
