Montículos de hielo ilustran el clima del pasado reciente de Marte
Depósitos de capas de hielo en cráteres esparcidos por el hemisferio sur de Marte brindan información sobre cómo la orientación del planeta controló su clima en los últimos 4 millones de años.
Un nuevo estudio sobre este periodo geológicamente reciente publicado en la revista Geophysical Research Letters puede servir para predecir cuándo el planeta podría haber sido habitable.
Los depósitos de hielo en Marte reflejan una combinación de temperatura, hidrología y dinámica planetaria, como lo hacen en la Tierra. La inclinación y la órbita del planeta afectan la temperatura y la luz solar en la superficie, lo que contribuye al clima. 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 del eje de Marte y su precesión orbital, o cómo la órbita elíptica del planeta gira alrededor del sol con el tiempo, con una resolución y confianza sin precedentes.
Los hallazgos dan a los científicos una idea de cómo ha cambiado el clima de Marte con el tiempo. Si bien 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 inesperada la claridad con que esos patrones coincidían con los ciclos orbitales", dijo en un comunicado 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".
Anteriormente, los climatólogos marcianos se han centrado 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 son necesarios para establecer con seguridad conexiones entre la orientación y el movimiento del planeta y su clima.
Sori y sus colegas recurrieron a montículos de hielo en cráteres, de solo decenas de kilómetros de ancho pero mucho más frescos y potencialmente menos complicados. Después de recorrer gran parte del hemisferio sur, identificaron el cráter Burroughs, de 74 kilómetros de ancho, que tiene capas "excepcionalmente bien conservadas" visibles desde 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 del eje de Marte y la precesión orbital, durante los últimos 4 a 5 millones de años.
Los hallazgos mejoran las investigaciones anteriores, que utilizaron los registros climáticos del hielo polar de Marte para establecer conexiones tentativas con la órbita. Pero esos registros eran demasiado "ruidosos" o complicados para conectarlos con confianza. El hielo del cráter más joven y limpio conserva registros climáticos menos complicados, que los investigadores utilizaron para hacer coincidir los cambios climáticos con la precesión orbital y la inclinación con un alto nivel de precisión.
Discernir las conexiones entre los ciclos orbitales y el clima es importante para comprender tanto la historia marciana como la compleja dinámica del clima en 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. Todo el planeta, en esencia, aísla la variable para los científicos.
"Si alguna vez vamos a entender el clima, debemos ir a lugares que no tengan estos factores de interferencia", dijo Isaac Smith, científico planetario del Instituto de Ciencias Planetarias y la Universidad de York que no participó 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 todos los depósitos de hielo más pequeños tienen capas limpias y expuestas en su superficie. Algunos podrían estar escondidos dentro de los 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 datos de radar de penetración en el suelo para "mirar dentro" del hielo y buscar capas, asegurándose de que las capas visibles se extiendan por todo el depósito. 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 extraer una señal climática de un pequeño depósito de hielo es un resultado realmente genial", dijo Riley McGlasson, coautor del estudio de la Universidad de Purdue que aplicó este método en el nuevo estudio. "Con el radar, podemos acercarnos a la historia completa. Por eso estoy emocionado de llevar esto un paso más allá en el futuro".
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