Madrid. Una nueva teoría sobre lo que está causando los misteriosos surcos estacionales recurrentes en la superficie de Marte apunta al deshielo bajo la superficie.

Las teorías anteriores sugerían que los flujos de detritos líquidos o los flujos granulares secos causaron este movimiento, pero en realidad ninguno de los modelos puede explicar completamente las características del flujo marciano estacional conocidas como recurring slope lineae (RSL).

Ahora, el equipo liderado por la científica investigadora principal del Search for Extraterrestrial Intelligence Institute (SETI), Janice Bishop, miembro del equipo del Instituto de Astrobiología de la NASA (NAI) del SETI, plantea la hipótesis de que el hielo que se derrite en el regolito cercano a la superficie está provocando cambios en la superficie que lo hacen vulnerable a las tormentas de polvo y al viento. Como resultado, las características de RSL aparecen y/o se expanden en la superficie de Marte en la actualidad.

Además, el equipo cree que las delgadas capas de hielo derretido son el resultado de interacciones entre el hielo de agua subterránea, las sales de cloro y los sulfatos, que crean un lodo inestable que fluye como un líquido que provoca sumideros, colapso del suelo, flujos superficiales y levantamiento.

“Estoy entusiasmada con la perspectiva de agua líquida a microescala en Marte en entornos cercanos a la superficie donde hay hielo y sales —reconoce en un comunicado Bishop, cuyo estudio se publica en Science Advances—. Esto podría revolucionar nuestra perspectiva de habitabilidad justo debajo de la superficie en Marte.”

Mapping ice on #Mars may soon be a joint venture between @NASA, @ASI_spazio, @CSA_ASC, and @JAXA_en. The agencies are discussing collaboration on Mars Ice Mapper, an orbiter that would map ice on the Red Planet, revealing more of its mysterious history!https://t.co/PL3TWGh7yE pic.twitter.com/GLSPP7EgQT

— NASA Mars (@NASAMars) February 3, 2021

Investigaciones de campo análogo

Los datos del Experimento científico de imágenes de alta resolución (Hirise) del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) muestran las RSL ubicadas en las laderas que miran hacia el Sol donde continúan apareciendo y / o expandiéndose con el tiempo.

Aunque estudios anteriores han sugerido que las RSL están relacionadas con las sales de cloro y han observado su aparición en regiones deafloramientos con alto contenido de sulfato, el estudio actual amplía estas observaciones con un modelo de actividad de criosal cerca de la superficie basado en observaciones de campo y experimentos de laboratorio.

Las investigaciones de campo análogo de Marte en la Tierra, como en los Valles Secos de la Antártida, el Mar Muerto en Israel y el Salar de Pajonales en el Desierto de Atacama, muestran que cuando las sales interactúan con el yeso o el agua subterránea, causa interrupciones en la superficie, incluyendo colapso y deslizamientos de tierra.

“Durante mi trabajo de campo en el Salar de Pajonales, un lecho de sal seco en el norte de Chile, he observado numerosos ejemplos de la acción de las sales en la geología local. Es gratificante descubrir que también podría desempeñar un papel en la configuración de Marte”, explica Nancy Hinman, profesora de geociencias en la Universidad de Montana y miembro del equipo NAI del Instituto SETI.

Para probar su teoría, el equipo llevó a cabo experimentos de laboratorio para observar lo que ocurriría si congelaran y descongelaran muestras análogas de Marte compuestas por sales de cloro y sulfatos a bajas temperaturas, como las que se encontrarían en ese planeta. El resultado fue una formación de hielo fangoso cerca de -50 grados Celsius, seguida de un derretimiento gradual del hielo de -40 a -20 grados.

“Probar el comportamiento a baja temperatura del permafrost análogo de Marte en el laboratorio con espectroscopia infrarroja reveló que se estaban formando capas delgadas de agua similar a un líquido a lo largo de las superficies de los granos a medida que los suelos salados se descongelaban bajo temperaturas bajo cero, similares a las de Marte”, señala Merve Yesilbas, becaria postdoctoral de la NASA en el Instituto SETI y colaboradora del equipo NAI.

Modelar el comportamiento de las sales de cloro y los sulfatos, incluido el yeso a bajas temperaturas demuestra cuán interrelacionadas están estas sales. Puede ser que esta agua líquida a microescala migre bajo tierra en Marte, transfiriendo moléculas de agua entre los sulfatos y los cloruros, casi como si se pasara un balón de futbol por el campo.

Experimentos de laboratorio adicionales probaron estas reacciones de sulfato-cloruro en un suelo análogo de Marte con indicadores de color que revelaron la hidratación subsuperficial de estas sales y la migración de sales mediante los granos del suelo.

“Me emocionó observar reacciones tan rápidas del agua con las sales de sulfato y cloro en nuestros experimentos de laboratorio y el colapso y el levantamiento resultante del suelo análogo de Marte a pequeña escala, replicando el colapso geológico y las características del levantamiento en los sistemas kársticos, depósitos de sal y edificios colapso a gran escala”, añade Bishop.

Este proyecto surgió del trabajo en sedimentos de los Valles Secos de McMurdo en la Antártida, una de las regiones más frías y secas de nuestro planeta. Como en Marte, el regolito de la superficie de los Valles Secos está azotado por vientos secos la mayor parte del año.

Sin embargo, el permafrost subsuperficial contiene agua helada y parece que se están produciendo alteraciones químicas debajo de la superficie.

PRESS RELEASE: https://t.co/LlaHVOpRIh

A team of researchers led by SETI Institute Senior Research Scientist Janice Bishop, a member of the SETI Institute NASA Astrobiology Institute (NAI) team, has come up with a theory about what is causing landslides on the surface of Mars. pic.twitter.com/f9AL8oHUZX

— The SETI Institute (@SETIInstitute) February 3, 2021

Un planeta en evolución

“Los sedimentos en los valles secos proporcionan un excelente banco de pruebas para los procesos que pueden estar ocurriendo en Marte –apunta Zachary Burton, graduado de la Universidad de Stanford y colaborador del equipo NAI del Instituto SETI–. La presencia de concentraciones elevadas de sulfatos y cloruros a pocos centímetros por debajo de la dura superficie del paisaje en Wright Valley presenta la intrigante posibilidad de que estas asociaciones mineralógicas relacionadas con el agua y los procesos concomitantes también puedan existir en Marte”.

Se ha detectado hielo de agua debajo de la superficie en Marte en el suelo recogido en el sitio de aterrizaje de Phoenix, así como desde la órbita usando mediciones deradar y usando espectroscopía de neutrones y rayos gamma. Más recientemente, Hirise ha capturado vistas de este hielo cercano a la superficie en latitudes medias. Las temperaturas más cálidas (por ejemplo, de -50 a -20 grados Celcius) en los sitios ecuatoriales de Marte, podrían soportar agua líquida/salmuera subterránea durante los meses de primavera y verano.

El RSL observado en algunos de estos sitios ecuatoriales a menudo se interpreta que está relacionado con características más grandes llamados barrancos, que son similares a los barrancos de la Tierra.

“Los sistemas de barrancos presentes a lo largo de las laderas norte (orientadas hacia los polos) y noreste del cráter Krupac y RSL más abajo de la pared del cráter en esta región, podrían estar asociados con características de la superficie producidas mediante la actividad de salmuera cercana a la superficie, según nuestro modelo”, señala Virginia Gulick, científica investigadora principal del Instituto SETI y miembro del equipo NAI.

Además de ayudar a explicar los procesos geológicos y químicos de Marte, esta teoría también sugiere que el entorno marciano sigue siendo dinámico, que el planeta todavía está evolucionando y activo, lo que tiene implicaciones tanto para la astrobiología como para la futura exploración humana del Planeta Rojo. El potencial de películas delgadas de agua debajo de la superficie de Marte en regiones de permafrost salado abre nuevas puertas para explorar la habitabilidad.