El Invernadero marciano

Los ríos marcianos ofrecen una clara evidencia de que el planeta fue en algún momento más caliente y más húmedo. Pero, ¿cómo pudo ser esto? A primera vista hay una buena razón para creer que Marte debería haber estado aún más frío en el pasado que lo está hoy. Dicha razón tiene que ver con el denominado problema del Sol joven. A medida que el Sol envejece, se hace poco a poco más brillante debido a cambios en su constitución química.

Hace cuatro mil millones de años, habría sido un 30 por 100 más tenue de lo que  es hoy, reduciendo drásticamente su efecto calentador sobre el lejano Marte. Esto estaría contrarrestado en parte por el calentamiento geotérmico, producido por la radiactividad y el calor almacenado procedente de la formación del planeta, y ambos efectos fueron mucho más fuertes en el pasado. Sin embargo, el flujo de calor geotérmico por sí sólo no compensaría el efecto del Sol joven, tenue, y hay que encontrar otras razones para un clima más tibio.

La manera más fácil de hacer un planeta más caliente es utilizando el efecto invernadero. Los gases invernadero tales como el dióxido de carbono actúan como un parasol, atrapando el calor del Sol cerca de la superficie del planeta. Hoy la atmósfera marciana es demasiado delgada para producir mucho calentamiento por efecto invernadero, pero ciertamente habría sido mucho más espesa durante los primeros mil millones de años. Como sucede con la Tierra, Marte adquirió una densa atmósfera inicial tanto por la degasificación del planeta como por el aporte de sustancias volátiles por parte de cometas, asteroides y planetesimales helados. Un CO2 abundante habría elevado la temperatura de modo espectacular.

Aunque los científicos conjeturan que Marte debe de haber tenido mucho más CO2 en el pasado, no es fácil dar una cifra para ello. Primero hay que determinar dónde ha ido a parar el CO2. Con mucha probabilidad, la mayor parte de él se perdió en el espacio como resultado de impactos cósmicos masivos. La colisión de cometas grandes con planetas provoca erosión por impacto, que vacía la atmósfera. En el caso de Marte, el resultado final fue un aire poco denso, pero durante el propio período de bombardeo, la presión habría fluctuado de forma incontrolada. Los cálculos sugieren que Marte perdió el 99 por 100 a partir de entonces debido a procesos diversos. Si estos números son correctos, implican que Marte puede haber tenido en el pasado una presión atmosférica mil veces más alta que la actual, suficiente para elevar la temperatura por encima del punto de congelación y mantener incluso un extenso océano.

No hay dudas de que Marte tuvo alguna vez una atmósfera gruesa, puesto que las paredes de los cráteres producidos por impactos más antiguos han sufrido una fuerte erosión. Cráteres de menos de 15 kilómetro han sido completamente aniquilados. Por el contrario, los últimos cráteres apenas están erosionados. Tras datar el cambio, los investigadores creen que la atmósfera se redujo espectacularmente no mucho después del final del último bombardeo intenso, hace 3.800 millones de años.

La mayoría de las inundaciones catastróficas parecen haber ocurrido antes o aproximadamente en esa época, porque los canales de descarga están adornados por un montón de cráteres pequeños y bien conservados. Es la falta de erosión durante la mayor parte de la historia marciana la que ha mantenido sus cursos de agua extraordinariamente antiguos en una condición virginal. En la Tierra, ningún valle fluvial sobreviviría durante miles de millones de años.

Una vez que acabó el bombardeo, el dióxido de carbono de Marte siguió fugándose, por varias causas. Parte de él escapó al espacio, parte se disolvió en el agua o quedó absorbido en el regolito, y una gran cantidad puede haber quedado incorporada en carbonatos u otros minerales en las rocas. Sin algún proceso compensatorio, el CO2 hubiera sido engullido en muy poco tiempo. Probablemente, el calentamiento geotérmico invirtió algunos de estos procesos y devolvió parte del CO2 a la atmósfera.

Durante unos cientos de millones de años puede haber habido una presión  atmosférica moderadamente alta y un calentamiento asociado por efecto invernadero. Finalmente, sin embargo, el calor geotérmico desapareció, el reciclaje del CO2 flaqueó, y la presión atmosférica cayó en picado, produciendo el desierto liofilizado que vemos hoy en Marte.

El hecho de que parezca que algunos valles fluviales han sido excavados en fecha relativamente reciente sugiere episodios ocasionales de calentamiento. Una posible explicación procede de procesos de realimentación. Si un calentamiento geotérmico local o un estallido de vulcanismo llegasen a liberar repentinamente grandes cantidades de agua en la superficie, entonces un montón de dióxido de carbono disuelto se escaparía con ella. Esto, a su vez, elevaría la temperatura, con lo que se fundiría más agua y se liberaría más CO2. A medida que el agua fundida inundaba las bajas tierras congeladas, calentaría el regolito liberando aún más CO2. En total, podría haberse liberado en el planeta de esta forma incontrolada una cantidad suficiente de dióxido de carbono para crear temporalmente una atmósfera más densa con un calentamiento pronunciado por efecto invernadero.

Otro mecanismo comodín concierne al movimiento del planeta. Marte tiene una órbita bastante excéntrica, y ninguna luna que pueda estabilizar su eje de giro. Habría habido veces en que condiciones favorables de los movimientos de rotación y orbital condujeran a un calentamiento solar considerablemente aumentado. En ocasiones, el eje de rotación podría haberse inclinado mucho, de modo que los polos recibieran más luz del Sol que las regiones ecuatoriales. Esto hubiera fundido los casquetes polares y producido un efecto invernadero en aumento. En el balance global, episodios repetidos de inundación, formación de océanos y glaciación, seguidos por largos períodos de inactividad, parecen más probables que el simple enfriamiento ininterrumpido.

Respecto a la posibilidad de vida, el hecho de que Marte  estuviese caliente y húmedo hace entre 3.800 y 3.500 millones de años es altamente significativo, pues significa que Marte se parecería a la Tierra en una época en que la vida existía aquí. Esto ha llevado a algunos científicos a concluir que Marte habría sido también en esa época un lugar apropiado para la vida. Por sí misma, sin embargo, la presencia de agua líquida es sólo una parte de la historia. Lo que hace que las perspectivas de vida parezcan tan buenas es que Marte no sólo tiene agua líquida, sino también volcanes.

¿Hubo vida en Marte?

La montaña marciana del Monte Olimpo se eleva 27 kilómetros sobre el macizo de Tharsis y tiene 550 kilómetros de diámetro. Medida por medida, es la montaña más grande de su tipo en el Sistema Solar, equivalente a amontonar siete montes Everets de la Tierra. La importancia del Monte Olimpo no está en su tamaño, sino en el hecho de que es un volcán. Donde se dan juntos volcanes y agua, pueden aparecer fuentes calientes: sistemas hidrotermales como los de la Tierra que posiblemente fueron un hogar para los primeros organismos. ¿Floreció también la vida microbiana en Marte hace 3.800 millones de años, quizá en alguna fuente burbujeante en la pendiente del Monte Olimpo, o en las profundidades de las rocas porosas por debajo de un mar marciano hace tiempo desaparecido?

Hace cuatro mil millones de años, Marte aún resplandecía con el calor de su formación. La radiactividad calentaba la corteza. Los impactos cósmicos fundían la superficie. A medida que el planeta luchaba para deshacerse de este calor primordial, escupía lava de los volcanes a una escala masiva, creando inmensas llanuras de roca fundida similares a los mares de la Luna. A medida que la corteza se enfriaba lentamente, este vulcanismo declinaba continuamente: para la época que cesó el bombardeo intenso, estaba básicamente confinado a tres regiones principales: Tharsis, Elysium y Hellas. Si hay volcanes vivos hoy en Marte, no están manifestando ningún signo de actividad. Sin embargo, ha habido erupciones a lo largo de toda la historia marciana: por ejemplo alrededor del monte Olimpo dentro de los últimos mil quinientos millones de años, y cerca de Alba Patera en épocas tan recientes como hace quinientos millones de años. Puesto que es poco probable que Marte estuviera  volcánicamente activo durante cuatro mil millones de años sólo para cesar su actividad en épocas relativamente recientes, parece razonable concluir que siguen existiendo algunos puntos calientes, probablemente en el subsuelo profundo.

En el pasado remoto debe haber habido muchas oportunidades para que se formasen  fuentes calientes alrededor de chimeneas termales, dada la abundancia de agua en el planeta. Hay clara evidencia de la interacción de agua y volcanes en los exámenes fotográficos. Muchas de las inundaciones fueron probablemente desencadenadas por  lava que fundía el permafrost y el hielo del suelo, y se puede ver como algunos cursos de agua emergen claramente desde debajo de los flujos de lava. Los canales de desagüe se acumulan también alrededor  de la región altamente volcánica de Tharsis. En otros lugares, densas redes de valles decoran los flancos de los volcanes.

Hay colinas de cima plana que se parecen a las tablas montañosas de Islandia, donde la lava ha rezumado desde debajo del hielo. Cordilleras de forma característica en Elysium llevan también la huella de una combinación de lava y hielo. Todo esto constituye una fuerte evidencia circunstancial de sistemas hidrotermales en el antiguo Marte, aunque todavía no han sido detectados depósitos minerales específicos, lo que sería un signo claro y evidente.

Mientras esperan nuevas misiones marcianas, los científicos de la NASA han estado ocupados en identificar puntos en la superficie del planeta donde podría haber tenido lugar actividad hidrotermal. La ladera del volcán Hadríaca Pladera parece un buen lugar. Aquí se encuentran muchos valles fluviales enmarañados que fluyen desde el borde de la antigua caldera, cruzados por un canal espectacular que emerge abruptamente a mitad de pendiente. Otro volcán, Apollinaris Patera, domina una región de aspecto singularmente brillante cerca del borde de la caldera, que podría ser un depósito mineral de fuente caliente. Un volcán similar en el área llena de cráteres conocida como Terra Cimmeria ha erosionado fuertemente las pendientes y está situado en el comienzo de un enorme curso de agua.

Muchos valles fluviales en Marte se dan en terreno caótico, donde hay grandes bloques de roca en masas revueltas. Se cree que esta topografía se formó cuando la roca fundida se introdujo en el hielo del suelo. Cuando el hielo se fundió, el agua fluyó haciendo que la tierra colapsara de una forma azarosa. Tales áreas serían un lugar perfecto para que aparecieran sistemas hidrotermales poco profundos.

Si, en efecto, la vida se asentó en una fuente caliente, quizá haya dejado restos fosilizados. Es probable que los fósiles marcianos hayan soportado las inclemencias del tiempo mejor que sus homólogos terrestres debido a la relativa falta de erosión climática. Futuras misiones de aterrizaje podrían buscar muestras para traer a la Tierra. Otros depósitos de fósiles potenciales incluyen valles fluviales, donde las inundaciones han podido arrastrar minúsculos organismos marcianos a las charcas estancadas, y la enorme grieta del Valle Marineris, donde estratos profundos han quedado expuestos. También tienen interés los lechos lacustres secos, en cuyos sedimentos se habrían podido depositar microbios. El cráter conocido como Gusev parece un candidato prometedor, puesto que un gran río desembocó una vez en él. Debe haber habido allí hace tiempo un lago profundo, con montones de sedimentos en el fondo.

El primer y pequeño paso siguiendo estos indicadores llegó en julio de 1977, cuando la misión Pathfinder depositó con éxito la primera nave espacial en Marte desde los tiempos de las Vikingo. Con su pequeño vehículo todo terreno Sojourner, la Pathfinder transmitió una gran riqueza de datos desde la boca de la llanura inundada Ares Vallis. En el terreno próximo a la nave espacial, hay esparcidas bolsa de rocas arrastradas por el torrente. Estos detritos podrían incluir fragmentos de un antiguo sistema hidrotermal, o incluso fósiles de microbios de la subsuperficie profunda llevados a la superficie con la inundación y transportados corriente abajo. Por desgracia, la Pathfinder no tenía capacidad de verificar estas conjeturas.

En septiembre de 1997, Mars Global Surveyor entró en órbita. Estaba diseñada para cartografiar la superficie del planeta con precisión en una escala de un metro y proporcionó una valiosa información sobre la historia hidrológica de Marte y los probables refugios para la vida. Hay Imágenes que nos hablan de una de la evidencia de una antigua orilla oceánica, charcas secas dentro de un cráter e incluso indicios de depósitos minerales asociados con sistemas hidrotermales, todo lo cual favorece las perspectivas de vida pasada.

La Mars Phoenix nos confirmó la existencia de agua en Marte, y, actualmente, hay más sondas en proyecto por parte de la NASA y de la Agencia Europea del Espacio, Japón y otras naciones que, en la mente de todos está que vuelvan con muestras y, desde luego, a más largo plazo no se descarta la misión tripulada por humanos. Las misiones dirigidas fundamentalmente al estudio del clima, la geología y la atmósfera del planeta han sido ya llevados a efecto e incluso se ha buscado indicios de la presencia de vida o de las claves de la vida pasada en el planeta.

¿Hay todavía vida en Marte?

emilio silvera

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