Los montículos de hielo en los cráteres dan una nueva visión del clima pasado de Marte

Depósitos de hielo en capas recientemente descubiertos en cráteres dispersos alrededor del hemisferio sur de Marte brindan información sobre cómo la orientación del planeta ha controlado el clima del planeta durante los últimos 4 años, según un nuevo estudio de millones de años. Los hallazgos ayudan a los científicos a comprender qué controlaba el clima pasado de Marte, que es clave para predecir cuándo el planeta podría haber sido habitable.

El estudio fue publicado en la revista AGU Cartas de investigación geofísicaque publica investigaciones de formato corto y alto impacto con implicaciones que abarcan las ciencias de la tierra y el espacio.

Los depósitos de hielo en Marte reflejan una combinación de temperatura, hidrología y dinámica planetaria, tal como lo hacen en la Tierra. La inclinación y la órbita del planeta afectan la temperatura de la superficie y la luz solar, lo que contribuye a tiempo. Las capas de hielo más gruesas y puras generalmente reflejan períodos fríos con más acumulación de hielo, mientras que las capas delgadas y polvorientas probablemente eran más cálidas y menos capaces de acumular hielo.

El nuevo estudio relaciona estas capas de hielo con la inclinación axial y la precesión orbital de Marte, o cómo la órbita elíptica del planeta gira alrededor del sol a lo largo del tiempo, con una resolución y una confianza sin precedentes.

Los resultados dan a los científicos una idea de cómo ha cambiado el clima de Marte con el tiempo. Aunque el estudio se limita al pasado reciente, establecer estas relaciones clima-órbita ayuda a los científicos a comprender el clima marciano en un pasado más profundo, lo que podría ayudar a identificar períodos de habitabilidad potencial.

«Fue inesperado lo cerca que se correspondían estos patrones con los ciclos orbitales», dijo el autor principal del estudio, Michael Sori, científico planetario de la Universidad de Purdue. «Fue una combinación tan perfecta, tan buena como se puede pedir».

De los casquetes a los cráteres

Anteriormente, los climatólogos marcianos se centraron en los casquetes polares, que se extienden a lo largo de cientos de kilómetros. Pero estos depósitos son antiguos y pueden haber perdido hielo con el tiempo, perdiendo detalles finos que se necesitan para establecer vínculos entre la orientación y el movimiento del planeta y su clima.

Sori y sus colegas observaron montículos de hielo en cráteres, de solo unas pocas decenas de kilómetros de ancho pero mucho más fríos y potencialmente menos complicados. Después de escanear gran parte del hemisferio sur, identificaron el cráter Burroughs de 74 kilómetros de ancho, que tiene capas «excepcionalmente bien conservadas» visibles en las imágenes HiRISE de la NASA, dijo Sori.

Los investigadores analizaron el grosor y la forma de las capas y descubrieron que tenían patrones sorprendentemente similares a dos importantes dinámicas orbitales marcianas, la inclinación axial y la precesión orbital de Marte, durante los últimos 4-5 millones de años.

Los hallazgos mejoran las investigaciones anteriores, que utilizaron registros climáticos del hielo polar de Marte para hacer conexiones tentativas con la órbita. Pero estas grabaciones eran demasiado «ruidosas» o complicadas para relacionarlas con confianza. El hielo del cráter más joven y limpio conserva registros climáticos menos complicados, que los investigadores han utilizado para relacionar el cambio climático con la precesión orbital y la inclinación con un alto nivel de precisión.

Marte como laboratorio natural

Discernir los vínculos entre los ciclos orbitales y el clima es importante para comprender tanto la historia marciana como la compleja dinámica del clima de la Tierra. «Marte es un laboratorio natural para estudiar los controles orbitales sobre el clima», dijo Sori, porque muchos de los factores que complican la situación que existen en la Tierra (biología, tectónica) son insignificantes en Marte. El planeta entero, en esencia, aísla la variable para los científicos.

«Si nous voulons un jour comprendre le climat, nous devons aller dans des endroits qui n’ont pas ces facteurs interférents», a déclaré Isaac Smith, scientifique planétaire au Planetary Science Institute et à l’Université York, qui n’a pas participé en el estudio. En ese sentido, «Marte es un planeta prístino. Y hay muchas aplicaciones potenciales aquí. Marte tiene mucho más en común con Plutón y Tritón de lo que piensas».

No todo más pequeño depósitos de hielo tienen capas limpias y expuestas en su superficie. Algunos podrían estar escondidos dentro de montículos. Eventualmente, dijo Sori, el objetivo es muestrear núcleos de hielo como lo hacen los científicos en la Tierra, pero los rovers de Marte aún no tienen esa capacidad. En cambio, los científicos pueden usar los datos del radar de penetración en el suelo para «mirar dentro» del hielo y verificar las capas, asegurándose de que las capas visibles se extiendan a través del depósito. Este es un paso de control de calidad necesario en el presente estudio, y el método puede ayudar a futuras exploraciones del hielo marciano sin capas visibles en la superficie.

«Poder derivar una señal climática de un pequeño depósito de hielo es un resultado realmente genial», dijo el coautor del estudio, Riley McGlasson, de la Universidad de Purdue, quien aplicó este método en el nuevo estudio. «Con el radar, podemos acercarnos a la historia completa. Por eso estoy emocionado de ir más lejos en el futuro».