Entendiendo la historia acuática de Marte a través de sus dunas heladas y un río embravecido

Dunas de arena empapadas y ríos caudalosos adornaron antaño la superficie de Marte, según los hallazgos de dos robots diferentes en el planeta rojo.

El explorador chino Zhurong ha descubierto indicios de que la escarcha pudo haber unido las dunas hace tan sólo 400 000 años. Y más al oeste, el vehículo Perseverance de la NASA halló indicios de que una vía fluvial rápida y poderosa se abrió paso en el cráter Jezero, vertiendo agua a una velocidad vertiginosa.

Los rasgos costrosos de las dunas, detectados por primera vez en 2021, han sido descritos recientemente en un estudio publicado en Science Advances. Zhurong, que aterrizó en Marte en mayo de 2021, se encuentra actualmente inactivo tras no despertar después de un período de hibernación previsto, probablemente debido a la acumulación de polvo en sus paneles solares.

El río que Perseverance observó en otra zona parece ser el más caudaloso jamás hallado en Marte, con más de 20 metros de profundidad en algunos lugares, según la altura de las formaciones rocosas que los científicos creen que son bancos de arena conservados.

Según Jani Radebaugh, investigadora de la Universidad Brigham Young de Utah (Estados Unidos) que no participa en ninguna de las dos misiones, ambos descubrimientos "ponen de relieve que es muy valioso poner cosas en la superficie de otros planetas". "Aprendemos algo nuevo cada vez que lo hacemos".

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Escarcha en las cumbres

Cuando China hizo aterrizar su rover Zhurong en Utopia Planetia, la comunidad científica marciana se planteó algunas cuestiones sobre la elección del lugar de aterrizaje. Aunque las observaciones desde el espacio habían dado lugar a teorías según las cuales la región podría haber sufrido inundaciones o incluso albergar un océano, los minerales ricos en agua no habían sido detectados.

Zhurong no tardó en demostrar su valía. El rover identificó casi de inmediato rasgos que sugerían la presencia de agua cerca de la superficie, y los investigadores no tardaron en informar de la presencia de minerales hidratados en la zona. Las pruebas del radar de penetración en el suelo del rover también apuntaban a inundaciones repentinas en la zona hace unos 3000 millones de años.

Ahora, Zhurong ha encontrado más indicios de agua en la superficie marciana, y de una época más reciente. Las dunas de arena cercanas al rover han desarrollado una corteza que probablemente se formó al interactuar el agua con los minerales. Esa agua podría proceder de las heladas que se formaron en las dunas en el pasado, o podría haber caído en forma de nieve hace cientos de miles de años, cuando la inclinación del planeta pudo permitir la caída de nieve en esta región. Si la escarcha o la nieve se mezclaron con sales para reducir su punto de fusión, los cambios de temperatura en Marte podrían provocar su descongelación.

Las costras tienen rasgos poligonales cuyas grietas sugieren que se han encogido y expandido repetidamente a lo largo del tiempo, "como grietas de barro", dice Radebaugh, que estudia las dunas de arena. "Tener este tipo de características de encogimiento y expansión sugiere que hay un humedecimiento y secado relativamente reciente o moderno o en curso que está ocurriendo en estas regiones de dunas". Las observaciones meteorológicas del rover sugieren que el vapor de agua podría crear escarcha cerca de la zona de aterrizaje incluso en la actualidad.

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Sin embargo, sigue siendo una incógnita si el agua se convirtió en líquido o no. Según Ralph Milliken, científico planetario de la Universidad de Brown )Estados Unidos) y miembro de la misión Mars Curiosity de la NASA, el polvo de Marte está enriquecido con minerales que pueden absorber el vapor de agua del aire. Si ese material cubre las dunas de arena, los cambios de humedad a lo largo de la estación podrían hacer que el polvo absorbiera vapor de agua y lo liberara de nuevo sin que llegara a convertirse en líquido.

Pero Radebaugh sospecha que el agua líquida podría haber sido necesaria para impregnar las grietas de los accidentes geográficos y hacer que se expandieran. "No hace falta mucha", afirma. "Sólo necesitas que suceda una y otra vez".

Se han visto costras y características poligonales similares en otros lugares de Marte, pero nunca en dunas, según Radebaugh.

"Estas son cosas probables que se están formando en muchos lugares diferentes en Marte", dice Milliken. "Este podría ser un proceso que podría estar ocurriendo en una gran parte del planeta en el pasado geológico reciente".

Las costras también parecen ser responsables de la cementación de las dunas en su lugar. Las dunas marcianas de otras regiones muestran signos de movimiento reciente, pero las dunas exploradas por Zhurong están congeladas en el tiempo.

El rover ha proporcionado una nueva explicación de por qué "las dunas han dejado de moverse", afirma Xiaoguang Qin, científico planetario de la Academia China de Ciencias de Pekín que dirigió la nueva investigación.

El equipo de Zhurong utilizó los cráteres circundantes para estimar la edad de las dunas congeladas entre 0,4 y 1,5 millones de años, un abrir y cerrar de ojos en tiempos geológicos. Pero no todo el mundo está dispuesto a aceptar una fecha tan reciente.

En cuanto a la corta edad, "soy hiperescéptico", afirma el geólogo Jack Mustard, también de Brown. Señala que la datación mediante cráteres conlleva un amplio margen de error.

Incluso sin los cráteres, Radebaugh y Milliken sospechan que las dunas son relativamente jóvenes. Con el tiempo suficiente, la erosión eólica erosionaría la corteza y permitiría que las dunas volvieran a moverse.

"Sin duda, se trata de rasgos mucho más jóvenes que cualquiera de los tipos de rocas exploradas por el Perseverance en la actualidad o por el Curiosity en los últimos años", afirma Milliken.

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Un río caudaloso

Mientras Zhurong investigaba los repetidos empapamientos de las dunas, Perseverance exploraba los restos de un poderoso torrente.

Después de que un impacto formara el cráter Jezero, los científicos creen que el agua de las redes de valles cercanos fluyó hacia el lugar para formar un lago profundo hace miles de millones de años, cuando el agua aún corría por la superficie. Percy está sondeando una zona por la que el agua entró en el lago, en busca de pistas sobre cómo sobrevivió el líquido en la superficie de lo que hoy es un planeta seco y desecado. ¿Se filtró el agua lentamente a lo largo de millones de años o se inundó en un único estallido explosivo?

Las imágenes captadas por el Perseverance en febrero y marzo proporcionan pruebas de al menos un flujo rápido y furioso. Piedras gigantescas, arrastradas por el agua del río, cayeron en una serie de bandas curvas, como filas arqueadas de adoquines depositados en el lecho del río. El tamaño de las piedras da idea de la fuerza bruta que una vez exhibió el agua al precipitarse en el antiguo lago del cráter.

"Si hay cantos rodados del tamaño de un metro, probablemente no se mueven con sólo un centímetro de agua", afirma Milliken.

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Según Kathryn Stack Morgan, científica adjunta del proyecto Perseverance de la NASA, es probable que la corriente fuera más intensa en el lugar donde el río se encontraba con el lago, por lo que tiene sentido que las rocas más grandes cayeran allí. A medida que el río se unía al lago de la cuenca, disminuía su velocidad, dejando caer partículas más pequeñas y finas más lejos.

La región, bautizada recientemente como Skrinkle Haven en honor a una playa de un parque nacional británico, ha interesado a los geólogos durante más de 15 años. Sus bandas de roca pueden ser los restos de un elemento fluvial común: los bancos de arena. Estas estructuras se forman cuando el material que fluye río abajo se amontona en los bordes o en el centro.

Estos bancos de arena conservados pueden revelar mucho sobre la evolución del río a lo largo del tiempo. Si el curso de agua serpentea, los bancos se desplazan con el cambio de las orillas. Los caudales más rápidos empujan las barras río abajo con el paso del tiempo, dejando una huella de los diferentes caminos cortados por el agua.

Uno de los ejemplos más impresionantes revelados en las nuevas imágenes es Pinestand, una enorme formación de 20 metros de altura. A 400 metros más adentro de la cuenca que Skrinkle Haven, Pinestand puede representar un enorme depósito de arena y roca del río. Esta estructura de seis pisos de altura habría estado completamente sumergida.

El Perseverance recogió una muestra de Skrinkle Haven para devolverla algún día a la Tierra para su estudio.

Sin embargo, la evidencia de agua en rápido movimiento puede no ser una gran señal para aquellos que esperan encontrar vida en el lugar. "Esos tipos de sistemas no son buenos para preservar pruebas de material orgánico", afirma Mustard.

No obstante, la zona ha proporcionado nueva información sobre la escala y la dinámica de los antiguos ríos marcianos.

"Jezero es único en cuanto a lugares en los que tenemos pruebas bien conservadas de la acumulación de sedimentos a medida que estos ríos migraban", afirma Stack Morgan. "Hay otros lugares donde tuvimos sistemas como éste, pero no recuerdo un ejemplo tan espectacular como Jezero".