Historia de un drama planetario


Misteriosamente, hace alrededor de cuatro mil millones de años, Marte perdió su manta. MAVEN podría ayudar a escribir el capítulo final en la inquietante historia de este drama planetario.

Había una vez, hace aproximadamente cuatro mil millones de años, un planeta cálido y húmedo como la Tierra: Marte. Sobre la superficie de este planeta corría agua líquida en forma de ríos largos que se vaciaban en mares poco profundos. Una atmósfera gruesa cubría al planeta y lo mantenía cálido. Incluso podrían haber vivido microbios, piensan algunos científicos, lo cual haría que Marte se convirtiera en el segundo planeta poblado de vida, ubicado justo al lado nuestro.

Pero no fue así como fueron las cosas.

En la actualidad, Marte es un planeta completamente seco y de un frío glacial. Sus ríos y mares desaparecieron hace mucho tiempo. Su atmósfera es fina y delgada y, si los microbios marcianos todavía existen, muy probablemente están sobreviviendo a duras penas en alguna parte, debajo del polvoriento suelo de Marte.

¿Qué fue lo que sucedió en Marte? Por qué se habrá secado y congelado el planeta? Estas inquietantes preguntas han intrigado a los científicos durante mucho tiempo. Y dentro de algunos años más podríamos finalmente conocer las respuestas gracias a un nuevo orbitador que la NASA enviará al planeta Marte, llamado MAVEN (abreviatura en idioma inglés de Mars Atmosphere and Volatile Evolution ó Atmósfera de Marte y Evolución Volátil, en idioma español).

“La meta de MAVEN es determinar cuáles son los procesos que han sido responsables de esos cambios en el clima de Marte”, dice Bruce Jakosky, investigador principal para la misión MAVEN, en la Universidad de Colorado, en Boulder.


Los científicos están convencidos de que, de una forma u otra, Marte puede haber perdido su recurso más preciado: su gruesa atmósfera de bióxido de carbono, el CO2, el cual en la atmósfera de Marte actúa como un gas de efecto invernadero, igual que en nuestra propia atmósfera. La gruesa manta de CO2 y de otros gases de efecto invernadero podría haber proporcionado temperaturas más cálidas y una mayor presión atmosférica, condiciones que son necesarias para que el agua líquida no se congele o se evapore.

Misteriosamente, durante los últimos cuatro mil millones de años, Marte perdió la mayor parte de esa manta. Los científicos han propuesto varias teorías para explicar cómo ocurrió tal pérdida. Tal vez el impacto de un asteroide, en un sólo evento catastrófico, ocasionó que la atmósfera saliera disparada hacia el espacio. O quizás la erosión producida por el viento solar (una corriente de partículas cargadas que emana del Sol) despojó lentamente a Marte de su atmósfera durante los eones. La superficie del planeta también pudo haber absorbido el CO2, encerrándolo en minerales tales como el carbonato.

En última instancia, nadie sabe en realidad hacia dónde fue el CO2 que falta.

MAVEN será la primera misión a Marte diseñada específicamente para ayudar a los científicos a entender el continuo escape de CO2 y de otros gases hacia el espacio. La sonda permanecerá orbitando a Marte durante, al menos, un año terrestre. En el punto más bajo de la órbita elíptica, MAVEN estará a 125 km sobre la superficie; el punto más alto de su trayectoria la ubicará a más de 6.000 km de distancia. Este amplio rango de altitudes permitirá que MAVEN recoja muestras de la atmósfera de Marte mucho más detalladamente de lo que se ha logrado en el pasado.

Mientras permanezca en órbita, los instrumentos de MAVEN seguirán el rastro de iones y de moléculas en esta sección de la atmósfera marciana, documentando, por primera vez y en detalle, el flujo de CO2 y de otras moléculas hacia el espacio.

Tan pronto Jakosky y sus colegas logren determinar la rapidez con la cual el planeta Marte pierde CO2, podrán extrapolar los datos al pasado con el fin de estimar así la cantidad total que ha estado escapando hacia el espacio durante los últimos cuatro mil millones de años. “MAVEN determinará si esta pérdida hacia el espacio fue el factor más importante aquí”, dice Jakosky.

Sin embargo, tan importante como es la pregunta: “¿cuánto?” es el interrogante: “¿cómo?”

La sabiduría popular cuenta que la atmósfera de Marte es particularmente vulnerable dado que el planeta no tiene un campo magnético global. El campo magnético de la Tierra se extiende hasta el espacio y envuelve al planeta entero como si fuera una burbuja protectora que desvía el viento solar. Marte posee sólo un campo magnético de carácter regional y fragmentado, que cubre áreas relativamente pequeñas del planeta, ubicadas en especial en el hemisferio sur. El resto de la atmósfera queda completamente expuesta al viento. De modo que la pérdida puede ser causada por la erosión paulatina de la atmósfera en aquellas áreas que yacen expuestas…[]

Misión de la Atmósfera de Marte y Evolución Volátil –Portal de MAVEN

El viento solar desgarra la atmósfera de Marte
Un científico descubrió que existe la posibilidad de que el viento solar arranque pedazos de la atmósfera de Marte.

Un grupo de investigadores ha encontrado nuevas evidencias de que la atmósfera de Marte está siendo arrancada por el viento solar. No es una erosión suave y continua, sino un verdadero proceso de desgarramiento, en el cual trozos de aire marciano se despegan del planeta y se alejan dando tumbos en el espacio profundo. Este sorprendente mecanismo podría ayudar a resolver un antiguo misterio sobre el Planeta Rojo.

“Esto ayuda a explicar por qué Marte tiene tan poco aire”, dice David Brain, de la Universidad de California, en Berkeley, quien presentó estos hallazgos en el Taller sobre Plasmas de Huntsville (Huntsville Plasma Workshop), el 27 de octubre.

Hace miles de millones de años, Marte tenía mucho más aire que ahora. (Nota: el “aire” marciano está compuesto principalmente por bióxido de carbono, no por la mezcla de nitrógeno y oxígeno que respiramos aquí en la Tierra.) Los antiguos lechos lacustres de Marte, así como sus canales fluviales, cuentan la historia de un planeta que alguna vez estuvo cubierto por agua en abundancia y envuelto en una capa atmosférica lo suficientemente gruesa como para evitar que el agua se evaporara hacia el espacio. Algunos investigadores creen que la atmósfera de Marte fue alguna vez tan densa como la de la Tierra. En la actualidad, sin embargo, todos esos lagos y ríos están secos y la presión atmosférica en Marte es apenas un 1 por ciento de la terrestre a nivel del mar. Una taza de agua colocada casi en cualquier punto de la superficie marciana herviría y se evaporaría rápida y violentamente, como resultado de la extremadamente baja presión del aire.

Entonces, ¿a dónde fue el aire? Los investigadores consideran varias posibilidades: Un asteroide que chocó contra Marte hace mucho tiempo podría haber hecho volar una porción de la atmósfera del planeta en un único y violento evento. O bien, la pérdida se pudo dar lenta y gradualmente, como resultado del implacable “soplado a chorro” por parte de las partículas de viento solar, durante miles de millones de años. O puede haber sucedido que ambos mecanismos hayan contribuido.

Brain ha revelado una nueva posibilidad —un proceso de desgarramiento diario e intermedio entre los modelos del gran cataclismo y de la erosión lenta. Las pruebas provienen de la sonda espacial Mars Global Surveyor ó MGS (Topógrafo Global de Marte, en idioma español), que ya se encuentra fuera de funcionamiento.

En 1998, el MGS descubrió que Marte tenía un campo magnético muy extraño. En vez de ser una burbuja global, como la Tierra, el campo marciano tiene forma de sombrillas magnéticas que surgen de la superficie y se elevan más allá de las capas superiores de la atmósfera de Marte. Estas sombrillas se cuentan por docenas y cubren aproximadamente un 40 por ciento de la superficie del planeta, principalmente en el hemisferio sur.

Durante años, los investigadores pensaron que las sombrillas hacían las veces de escudo de la atmósfera marciana, protegiendo de la erosión ocasionada por el viento solar a las bolsas de aire localizadas por debajo de ellas. Sorprendentemente, Brain ha descubierto que lo opuesto también podría ser válido: “Las sombrillas se hallan ubicadas donde los trozos de aire están siendo arrancados”.

 [Imagen ]

Ante sus colegas, en el taller, Brain describió cómo hizo el descubrimiento hace apenas algunos meses:

Brain se encontraba revisando datos de archivo de los sensores de partículas y campos del Topógrafo de Marte. “Tenemos mediciones de 25.000 órbitas”, dice. En una de esas órbitas, el MGS pasó a través de la capas superiores de una de las sombrillas magnéticas. Brain notó que el campo magnético de la sombrilla se había enlazado al campo magnético del viento solar. Los físicos llaman a esto “reconexión magnética”. Lo que pasó a continuación no se sabe con total certeza pero las lecturas del Topógrafo Global son coherentes con el siguiente escenario: “Los campos reconectados se envolvieron alrededor de un paquete de gas en la parte superior de la atmósfera, formando una cápsula magnética de mil kilómetros de ancho con aire ionizado atrapado en su interior”, dice Brain. “La presión del viento solar hizo que la cápsula se desinflara y se alejara volando, llevando consigo su carga de aire”. Desde entonces, Brain ha encontrado una docena más de ejemplos. Las cápsulas magnéticas o “plasmoides” (plasmoids, en idioma inglés) tienden a ser arrancadas sobre el polo sur de Marte, principalmente porque la mayoría de las sombrillas magnéticas se encuentran en el hemisferio sur del planeta.

Brain no está preparado para declarar que el misterio está resuelto. “Aún no estamos seguros de cuán a menudo se forman los plasmoides o cuánto más gas contiene cada uno de ellos”. El problema radica en que el Topógrafo Global de Marte no estaba diseñado para estudiar el fenómeno. La nave estaba equipada únicamente para detectar electrones y no los iones más pesados que compondrían la mayor porción del gas atrapado. “Iones y electrones no siempre se comportan de la misma manera”, advierte. También, el MGS tomó una muestra de las sombrillas a altitudes fijas y a la misma hora local cada día. “Necesitamos tomar una muestra de muchas altitudes y horarios para entender realmente estos eventos dinámicos”.

En resumen, Brian dijo al público asistente que “se necesitan más datos”.

El investigador deposita sus esperanzas en una nueva misión de la NASA llamada MAVEN, que es la abreviación en idioma inglés de “Mars Atmosphere and Volatile Evolution” o “Atmósfera de Marte y Evolución Volátil”. MAVEN es un satélite que orbitará a la altura de las capas superiores de la atmósfera marciana y cuyo lanzamiento ya está aprobado para el año 2013. La sonda está específicamente diseñada para estudiar la erosión atmosférica. MAVEN podrá detectar electrones, iones y átomos neutros; también podrá medir campos magnéticos y eléctricos y podrá viajar alrededor de Marte en una órbita elíptica, atravesando las sombrillas magnéticas a diferentes altitudes, ángulos y horarios del día. Asimismo, podrá explorar regiones localizadas tanto cerca como lejos de las sombrillas, otorgando de este modo a los investigadores la perspectiva completa que necesitan…[]

http://ciencia.nasa.gov
Taller sobre Plasmas de Huntsville 2008

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