¿Frío o caliente? La historia del agua en Marte da un nuevo giro

Artist’s impression of Mars four billion years ago

Un nuevo análisis que ha durado cerca de seis años, sobre el agua que pudo haber tenido Marte, afirma que éste planeta ha perdido agua equivalente a un océano en un periodo que se puede calcular en cuatro mil millones de años.  Sin embargo, la pregunta de si Marte fue alguna vez lo suficientemente cálido para albergar un océano sigue siendo un debate.

La investigación, llevada a cabo gracias al Observatorio del Sur de Europa que se encuentra en Chile, y con el apoyo del Observatorio WM Keck de la NASA, ha revelado cuánta agua ha escapado de la atmósfera marciana a lo largo de la historia. Los resultados sugieren que la pérdida de agua se ha producido en la cara norte del planeta, donde, se piensa, hubo un océano de 1,6 kilómetros, cubriendo el 19% de la superficie de nuestro vecino mundo.

“Esto implica que una sustancial cantidad de agua estuvo presente durante el primer 1 mil millones de años, aumentando la posibilidad de que el planeta alguna vez fue habitable”, afirma Gerónimo Villanueva, un científico planetario del Centro Espacial Goddard de la NASA en Estados Unidos.

El equipo de Villanueva analizó la química de las moléculas de agua para trazar la historia del agua en Marte a través del tiempo. Las moléculas de agua tienen dos partes de hidrógeno y una parte de oxígeno, pero el hidrógeno también puede provenir de forma alternativa como un isótopo pesado llamado “deuterio” que tiene un protón y un neutrón en su núcleo, en lugar de un solo protón como tienen regularmente los átomos de hidrógeno. Las moléculas de agua que contienen deuterio pueden venir en dos formas: como deuterio pesado (con dos átomos de deuterio) y semi pesado (con un átomo de deuterio y un átomo de hidrógeno). Cuando el agua no es pesada, cuando no viene en forma de deuterio, puede ser arrancada muy fácilmente de la superficie y enviada a la atmósfera hasta desaparecer en el espacio.

Durante millones de años, esta pérdida de agua ha dejado a Marte enriquecido con agua semi-pesada, que, comparada con el agua regular, tiene un factor siete veces mayor que el radio de la Tierra.

Hay que señalar que, por supuesto, Marte sigue teniendo agua, la cual se encuentra alojada debajo de la capa de sus polos. Si pudiésemos tomar toda el agua que existe actualmente en Marte, y la pudiésemos poner en forma líquida en su superficie, formaría un océano de 21 metros de profundidad. Sin embargo, Marte ha perdido mucha agua (mucho más agua de la que existe en el Océano Ártico de la Tierra) que en el pasado podría haber creado un océano de 137 metros de profundidad.

“Los resultados de Villanueva son enteramente consistentes con un predominante frío escenario de hielo para la joven Marte”, afirma Robin Wordsworth, un científico planetario de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Harvard, quién también señala: “una profundidad de 137 metros implica un planeta relativamente seco, lo que impediría que se formara un océano en la cara nortede éste. Es probable que el agua haya estado en forma de hielo en lugar de líquido”.

Si Wordsworth está en lo correcto, entonces lo que al principio pareciera ser una ayuda a las teorías que afirman que Marte fue alguna vez cálido y húmedo por largos periodos de tiempo, en realidad nada de eso podría estar sucediendo. Sin embargo existen evidencias de que el agua en el planeta rojo circulo por su superficie libremente, alterando la química de los minerales cerca de la superficie. Tal evidencia podría haber sido creada por agua líquida actuando de forma periódica o relativa en cortos periodos de tiempo. Esto quiere decir que si Marte realmente tuvo un océano en su parte norte, el clima del planeta necesitó haber estado caliente por, al menos, los primeros mil millones de años.

De acuerdo con Bethany Ehlmann del Instituto Tecnológico de California, la evidencia de un océano en la parte norte de Marte es escasa. “Un océano es una posibilidad que realmente intriga”, afirma, pero “la evidencia de minerales, como los carbonatos, que son una típica evidencia de las largas cuencas que se forman, por ejemplo, en la Tierra, no han sido observadas en esta cara norte, por lo que los investigadores continúan buscando”.

“Es muy difícil evaluar la temperatura que había en el Marte antiguo y también es difícil de saber por cuánto tiempo el agua estuvo en estado líquido”. “Nuestro resultados indican que una sustancial cantidad de agua estuvo presente en el pasado”.

Los nuevos resultados del investigador Villanueva han limitado nuestras ideas sobre cuánta agua ha estado presente en la superficie del planeta rojo y, por supuesto, no proporcionan información concreta sobre las condiciones de habitabilidad.

Por lo tanto, el debate en torno a la posibilidad de agua en el pasado del planeta rojo sigue abierta.

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Traducido y editado por Julio García. 

Referencia: http://www.astrobio.net/news-exclusive/warm-or-cold-mars-history-takes-a-watery-new-twist/

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Encuentran compuestos orgánicos en Marte

mars

por Julio García. Una de las historias más interesantes que hemos tenido esta semana, es el descubrimiento de que en Marte existen compuestos orgánicos que podrían dar lugar a la posibilidad de la existencia de vida.

Ha esta conclusión han llegado los investigadores luego de que el robot Curiosity de la NASA haya detectado una fuente de metano que aparece y desaparece de manera periódica. El metano es uno de los compuestos más maravillosos que existen. Además de ser incoloro, inodoro e insoluble en agua, en laTierra se produce gracias a la putrefacción anaeróbica de las plantas. Esto quiere decir que solamente cuando existe presencia de vida, el metano puede existir o estar presente en algún lugar determinado. De hecho, en la Tierra, el 90% de todo el metano que forma la atmósfera lo producen seres vivos.

Durante estos últimos 20 meses, el robot Curiosity, que es considerado uno de los robots más caros que se hayan construido, se ha dedicado a estudiar el cráter Gale, un orificio de más de 150 kilómetros de diámetro que se encuentra cerca del ecuador marciano. El lugar fue elegido porque los científicos piensan que es un sitio idóneo para buscar formas de vida.

Gracias al instrumento SAM, que lleva abordo el Curiosity, se ha podido detectar un aumento y disminución en las cantidades de metano. Algunos valores son más bajos de lo pensado y llegan a tener 0,7 partes por billón en volumen (ppmv), pero en algunas ocasiones estos valores aumentaron de forma considerable. Una de las veces se llegaron a registrar valores de siete parte por billón de volumen, lo que indica que la presencia de metano fue muy fuerte.

En una entrevista para el periódico El País, Javier Martínez-Torres, coautor del estudio e investigador del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra afirmó recientemente que “nuestras medidas durante un año marciano indican que se están generando pequeñas cantidades de metano por más de un mecanismo o una combinación de mecanismos”. Esto quiere decir que los científicos todavía no están seguros de donde proviene la fuente o las fuentes de metano que estarían dando lugar a estos aumentos y disminuciones en la cantidad de este compuesto químico. En otras palabras: no están seguros de si el metano podría provenir de alguna fuente relacionada con organismos vivos o no. La pregunta que nos tenemos que hacer entonces es: ¿de donde proviene el metano? ¿Es producto de la presencia de organismos vivos o podría ser el producto de otras fuentes que lo estén generando? De acuerdo con la experiencia que tenemos en la Tierra, el metano solamente se produce cuando existe la presencia de organismos vivos, por lo tanto, todo parecería indicar que el que haya metano en el suelo marciano es producto de alguno o varios organismos, aunque no se puede concluir nada al respecto.

Otro hecho interesante es que el robot Curiosity ha encontrado muestras de compuestos orgánicos, hechos principalmente de carbono e hidrógeno, en una roca llamada “Cumberland”, la cual ha sido perforada por uno de los taladros que lleva el robot. Lo que todavía no se sabe con certeza es si estos compuestos se produjeron en el propio Marte (debido a la presencia de vida u otros agentes) o si son producto de la contaminación que produjo el propio Curiosity durante su descenso en suelo marciano.

Hay que mencionar también que el hecho de encontrar elementos o compuestos orgánicos sobre la superficie de Marte no quiere decir que en el planeta exista vida. Encontrar compuestos orgánicos solamente nos indica que la vida pudo haber existido en el pasado del planta o que ésta puede formarse gracias a elementos químicos fundamentales como los que se acaban de descubrir.

Tendrán que pasar todavía muchos años para que podamos saber a ciencia cierta si en Marte hubo vida o no, o si ésta tiene el potencial de producirse gracias a la presencia de compuestos orgánicos como los que se han descubierto. Si intentásemos plantear un escenario futuro, tal vez nos podríamos imaginar a astronautas que en su camino hacia Marte lleven en la nave espacial que los transporte, compuestos orgánicos que puedan ser capaces de alterar la atmósfera marciana, compuesta  actualmente por un 95% de dióxido de carbono y de nitrógeno (3%). Una atmósfera que actualmente es prácticamente irrespirable. Hecho que podría cambiar si, por ejemplo, un conjunto de organismos vivos comienzan a cambiar las condiciones atmosféricas. Se espera que la NASA lleve, para 2035, a los primeros hombres a Marte. No se descarta que en unos cientos o miles de años, el planeta rojo se vuelva nuestro nuevo hogar ante la espiral destructiva en la que se está sumergida nuestro planeta producto del cambio climático y de otros desastres que puedan poner en peligro la supervivencia de nuestra especie.

La nave Orion y nuestro futuro como civilización

naveorion

por Julio García. La semana pasada tuvimos la suerte de ver a través de la televisión el despegue de la nave Orión de la NASA, desde una plataforma situada en Cavo Cañaveral en la Florida. El hecho de poder observar un evento de este tipo no nos debe de sorprender, ya que es algo común que la Agencia Espacial estadounidense lance al espacio cohetes y artilugios que nos servirán para poder entender mejor algunos aspectos de la realidad.

Lo que es de sorprenderse es que dotada con un procesador menos potente que el de cualquier teléfono celular moderno, la nave Orion pudo realizar un viaje  de poco más de cuatro horas alrededor de la Tierra, aterrizando muy cerca de la península de Baja California en México, donde fue rescatado por personal militar de Estados Unidos. Algunos miembros de la NASA han afirmado que el hecho de que lleve un procesador tan ridículamente lento tiene muchas ventajas porque el tipo de chip que va instalado es capaz de resistir las condiciones tan adversas que existen en el espacio como la radiación, las altas temperaturas, mayores a los 2,000 grados, que se producen cuando la sonda reingresa a la Tierra y su superficie interactúa con la atmósfera en un fenómeno conocido como fricción.

Pero tal vez lo más importante de este lanzamiento es que, por primera vez, los científicos pudieron experimentar con paneles que cubren a toda la nave y que sirven para resistir las altas temperaturas que se producen en el reingreso a la Tierra. Sin ellos, la nave se pulverizaría inmediatamente. Hay que decir también que Orion, que hizo un viaje de 96,500 kilómetros, está diseñada para albergar a seis astronautas, aunque, como ya hemos dicho, en esta misión de prueba, ningún ser humano estuvo abordo.

¿Pero qué es lo que representa para la ciencia está misión si la comparamos con otros lanzamientos realizados por la NASA y otras Agencias como la europea? Básicamente que por primera vez se está probando el vehículo que llevará a los primeros seres humanos a Marte en el 2030, año que ha establecido la Agencia estadounidense para trasladar a los primeros seres humanos al inhóspito planeta rojo, el cual tiene una atmósfera conformada básicamente por dióxido de carbono. Una atmósfera tan irrespirable que, afortunadamente, podría ser alterada si con los primeros astronautas o seres humanos que lleguen a su superficie se trasladan otros organismos vivos como plantas. Tal vez, se podría crear la primera atmósfera basada en oxígeno y así se podrían generar las condiciones  para que la atmósfera se vuelva respirable gracias a la posibilidad de comenzar un proceso circular como la fotosíntesis.

Un hecho que no hay que pasar por alto es que, dentro de miles de millones de años -si nuestra especie todavía no se ha autodestruido producto de la voraz destrucción del medio ambiente, de la sobrepoblación, el hambre o de otros factores que no conocemos como el hecho de que la inteligencia artificial tome nuestro lugar- estaremos forzados a emigrar a otros planetas o tal vez a otras estrellas debido a que a nuestro Sol le quedarán tan solo 5 mil millones de años más para agotar su combustible y convertirse así en una estrella del tipo gigante roja. Una transformación que implicará que la superficie de nuestro planeta y de algunos otros como Marte o Júpiter desaparezcan bajo el tremendo calor que supondrá este aumento en el tamaño de la superficie del Sol. Si los planetas vecinos se evaporan, incluyendo el nuestro, evidentemente nos veremos obligados a vivir en otras estrellas o en sitios que resultan verdaderamente inhóspitos por sus bajas temperaturas como el inmenso Saturno, o los gaseosos como Urano o Neptuno.

¿En dónde quedamos como especie ante esta realidad que se avecina y que parece inevitable? Nuestra responsabilidad en este momento es la de crear las condiciones necesarias para que nosotros y nuestros hijos desarrollen los elementos  tecnológicos suficientes que nos permitan abandonar nuestro planeta en razón de todo lo dicho anteriormente. El asunto es saber si no basta estar preparados tecnológicamente y más bien nos tendríamos que preparar psicológicamente para travesías que pueden ser muy largas y que pueden acarrear problemas producto del constante aislamiento y confinamiento en espacios reducidos.  ¿O se imagina usted estar confinado en un espacio de menos de 3 metros durante ocho largos meses que es el tiempo que se requiere para llegar a Marte? ¿Qué pasaría si quisiéramos alcanzar otras estrellas? En la película Interestelar (2014), los científicos que son enviados a Saturno donde se encontrarán con un agujero de gusano que los llevará a otra galaxia, son inducidos a un “sueño profundo” parecido a estar inconsciente, pero con todas sus funciones vitales funcionando a la perfección. Los astronautas de esta aventura, son despertados después de dos años por un robot que les indica que ya es hora de ponerse en marcha para cruzar el agujero de gusano. Hasta ahora todavía no hemos creado esas cápsulas tan anheladas que nos permitan entrar en “sueño profundo” por tanto tiempo, tampoco hemos desarrollado la inteligencia artificial suficiente para que esta sea consciente de sus propios actos y de su propio pensamiento. Mucho menos sabemos qué pasaría si entramos en un agujero de gusano que nos lleve a otros lugares del universo. De lo que sí estamos seguros es que este diciembre de 2014 ha sido una fecha importantísima en lo que respecta a la búsqueda de nuevos caminos para salvar a nuestra civilización de ese futuro tan pesimista y desesperanzador que se nos viene encima en unos cuantos millones de años. Es un hecho que nosotros ya no estaremos para ver ese futuro, pero confío en que nuestra especie sea tan inteligente que permita a nuestros bisnietos o tataranietos aproximarse a ese escenario futuro.

La mayoría del agua en la Tierra es más vieja que el Sol

agua

por Julio García.

Es un hecho que el agua está presente en nuestro Sistema Solar: no únicamente en la Tierra. Pero lo que hasta ahora no se sabía es que el vital líquido estuvo ahí desde antes del nacimiento del Sol.

El hallazgo sugiere que el agua está comúnmente incorporada en los planetas recién formados que se encuentran por toda la galaxia y más allá. Este nuevo descubrimiento significa que en otros sitios del universo podría haber vida, tal vez hasta en los lugares menos esperados.

“Las implicaciones de nuestro estudio son que el agua que se encuentra entre las estrellas ha sobrevivido el increíble proceso violento que implica el nacimiento de una nueva estrella. De hecho, el agua fue depositada en los planetas debido a este violento proceso”, afirma Ilse Cleeves, un astrónomo que estudia su doctorado en la Universidad de Michigan en Estados Unidos.

Hasta el momento, los astrónomos han confirmado la existencia de alrededor de 2,000 exoplanetas (planetas que se encuentran más allá del Sistema Solar) y  millones de ellos aún no se han detectado en las profundidades del espacio. En promedio, cada estrella de nuestra Vía Láctea hospeda al menos un planeta.

En este sentido, nuestro Sistema Solar tiene agua en abundancia y los océanos no solamente están presentes en la superficie de la Tierra sino también debajo de la superficie de las capas de hielo de la luna de Júpiter llamada Europa y del satélite de Saturno de nombre Enceladus. También podemos encontrar agua en los polos de Marte y hasta dentro de los cráteres de Mercurio (el planeta más cercano al Sol y que tiene una débil atmósfera).

Para Conel Alexander del Instituto Carnegie de Washington, “si el agua en el Sistema Solar primitivo estuvo presente en forma de hielo que venía del espacio interestelar, entonces es probable que este hielo, junto con los organismos prebióticos que contenían, deben ser abundantes en la mayoría de los discos protoplanterios que se formaron alrededor de las estrellas en formación”. Lo que Conel nos está diciendo es que la vida se puede formar, inclusive, si no existe un Sistema Solar ya formado. La vida pudo haber existido, pues, desde antes de que todos los planetas se formaran.

Pero hay que decir también que no toda el agua es H2O, ya que algunas moléculas de agua contienen deuterio: un isótopo muy pesado de hidrógeno que contiene un protón y un neutrón en su núcleo. (Los Isótopos pueden ser definidos como diferentes versiones de un elemento cuyos átomos tienen el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. El más común isótopo del hidrógeno, conocido como protium, por ejemplo, tiene un protón pero no tiene neutrones).

Debido a que tienen diferente cantidad de masa, el deuterio y el protium se comportan de manera diferente cuando se producen reacciones químicas. Algunos ambientes son proclives a formar agua más pesada, incluyendo los lugares que son súper fríos como lo es el espacio interestelar.

Por otro lado, los científicos se dedican a crear modelos que simulan reacciones en un disco protoplanteario, en un esfuerzo por determinar si los procesos durante los primeros días en que se formó el Sistema Solar podrían haber generado las concentraciones de agua pesada observada actualmente en los océanos de la Tierra, en el material que forma a los cometas y en las muestras de meteoritos.

De todo esto se concluye que el agua en todo el Sistema Solar se pudo haber formado antes que el propio Sol. Si el agua estuvo presente antes de que se formaran los plantas, ¿pudo provenir la vida de otras partes del universo o de otros planetas como Marte? La respuesta a esta última pregunta, de dónde provino la vida realmente, es uno de los misterios que siguen sin responderse con certeza.

Lo que sí es cierto, a partir de lo que indica este estudio, es que la mayoría del agua en la Tierra es más vieja que el Sol. Esto ayudar a comprender mejor la formación de otros Sistemas Solares y, por que no, hasta podríamos encontrar alguna forma de vida primitiva o avanzada en alguno de estos planteas nuevos. De hecho, recientemente se acaba de descubrir vapor de agua en un planeta que se encuentra en una estrella cercana a la Tierra.

Referenciahttp://www.space.com/27256-earth-water-older-than-sun.html?cmpid=514630_20140925_32306396

La sonda MAVEN se posará sobre Marte este lunes

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por Julio García.

Después de viajar por el espacio más de 10 meses, la sonda MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) de la NASA, finalmente se posará en Marte este lunes. Su objetivo primordial será el de desentrañar uno de los misterios más interesantes del planeta rojo: saber si alguna vez, por su superficie, circuló el agua. La sonda, que tiene el tamaño de un autobús, ha sido lanzada para estudiar la atmósfera marciana y tratar de comprender por qué carece de aire y de oxígeno. Actualmente, la atmósfera de nuestro planeta vecino es tan débil que, si existiera agua en su superficie, se evaporaría de inmediato.

Los datos que aporte esta sonda servirán para que los científicos puedan construir mejores modelos de cómo era el clima en el pasado y, por supuesto, en el presente.

Para el principal investigador del proyecto, Bruce Jaovsky, “las naves que han llegado a Marte previamente han hecho mediciones y hemos aprendido mucho sobre la parte alta de la atmósfera, pero no hemos sido capaces de poner toda las piezas de la fotografía juntas”, esto quiere decir que, pese a que se han lanzado varias misiones al planeta rojo, ninguna a podido comprender, hasta ahora, el misterio de por qué el agua desapareció de su superficie.

La atmósfera actual de Marte, que es extremadamente delgada, está compuesta mayoritariamente por una capa de dióxido de carbono. La presión atmosférica sobre la superficie es de apenas del 0,6% del total de la presión atmosférica que hay en la Tierra.

Uno de los motivos por los cuales se cree que en Marte hubo agua en el pasado, es por la presencia de muchísimos canales en su superficie. De esto también se concluye que la atmósfera marciana fue alguna vez más densa de lo que lo es actualmente.

¿Pero qué es lo que produjo que Marte perdiera la mayor parte del aire? Una de las explicaciones que se tienen para explicar su pérdida, es la presencia del viento solar que no es otra cosa que partículas emitidas por el Sol que bombardean constantemente la atmósfera de todos los planetas. Gracias a que en la Tierra tenemos una atmósfera bastante densa, nos es posible sobrevivir a dicha radiación. Pero en Marte, por el contrario, debido a que la atmósfera es muy delgada, las partículas del viento solar penetran directamente sobre la superficie haciendo que la vida no se desarrolle (este no es solo uno de los motivos, pero es un motivo importante). Otro de las razones es que, al contrario que la Tierra, el planeta rojo no presenta un campo magnético global que sea capaz de desviar estas partículas tan nocivas.

En este sentido, los instrumentos que van a bordo de la MAVEN se concentrarán en la influencia del Sol, observando cuánta energía pone nuestro astro tanto en la superficie del planeta como en su atmósfera.

Otros instrumentos investigarán la composición y el comportamiento de la propia atmósfera. Dichos instrumentos serán capaces de obtener directamente muestras de moléculas. La intención es medir el ritmo al que estas diferentes moléculas se han ido perdiendo, haciendo una distinción entre los diferentes procesos responsables.

Con toda esta información, los investigadores serán capaces de comprender de mejor manera la historia del clima marciano, que va de de haber sido cálido y húmedo en el pasado al clima actual que es completamente frío y seco.

Pero la sonda MAVEN no está sola en Marte:  recordemos que desde 6 de Agosto de 2012, en su superficie se encuentra la nave Curiosity que estudia  las profundidades del suelo marciano. El robot también es capaz de analizar el aire. Sus resultados serán combinados con los que aporte en los próximos meses esta nueva sonda, que promete muchos avances en la comprensión de nuestro planeta vecino.