La Tierra ha tenido al menos cinco edades de hielo importantes. Ahora parece que Marte, nuestro planeta vecino, ha experimentado entre media docena y 20 edades de hielo en los últimos cientos de millones de años.

Hielo en Marte.

Al igual que en la Tierra, los glaciares han atravesado la superficie de Marte en el pasado distante. Pero mientras que los glaciares de nuestro mundo en su mayoría han retrocedido (y aún se están reduciendo), los glaciares del planeta rojo están congelados en su lugar y cubiertos por escombros rocosos.

Los científicos no estaban seguros de si hubo una gran Edad de Hielo en Marte, o varias edades de hielo esparcidas durante millones de años.

Ahora, un nuevo estudio anunciado por investigadores de la Universidad de Colgate en el estado de Nueva York, está ayudando a responder esas preguntas. Sugiere que Marte ha experimentado entre media docena y 20 edades de hielo en los últimos cientos de millones de años.

Los hallazgos revisados por pares se publicaron en la revista PNAS el 26 de enero de 2021.

Los investigadores, dirigidos por el geólogo planetario Joe Levy, decidieron analizar los glaciares con más detalle, examinando las rocas que se encuentran encima de ellos. Esos escombros rocosos han estado cubriendo el hielo congelado durante más de 300 millones de años.

«Todas las rocas y arena transportadas sobre ese hielo han permanecido en la superficie. Es como poner hielo en una hielera debajo de todos esos sedimentos», declaró Levy.

Levy y sus colegas querían estudiar los tamaños, la distribución y la cantidad de rocas en la parte superior de los glaciares. Si hubiera una progresión de rocas más grandes a más pequeñas yendo cuesta abajo, debido a la erosión, eso apuntaría hacia un evento extenso de edad de hielo en lugar de varios.

El nuevo estudio muestra que los cantos rodados de los glaciares marcianos se concentran en distintas bandas en la superficie de los glaciares, lo que indica múltiples edades de hielo durante cientos de millones de años. Imagen a través de Levy et al./ PNAS / Colgate University.

Los investigadores utilizaron imágenes de 45 glaciares de la nave espacial Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA para su estudio. Las cámaras de MRO son potentes, con una resolución de hasta 25 centímetros (10 pulgadas) por píxel. «Puedes ver cosas del tamaño de una mesa», señaló Levy.

Durante dos veranos, 10 estudiantes de Colgate ayudaron a Levy contando y midiendo rocas más grandes que se ven en las imágenes, unas 60.000 en total. «Hicimos una especie de trabajo de campo virtual, subiendo y bajando estos glaciares y mapeando las rocas», contó.

El científico esperaba ver las rocas distribuidas por tamaño, pero eso no es lo que mostraron las imágenes. En cambio, las rocas se dispersaron al azar, lo que llevó a una conclusión interesante: «Las rocas nos estaban contando una historia diferente. No era su tamaño lo que importaba; sino cómo se agrupaban».

El equipo se dio cuenta de que las rocas habían estado viajando dentro de los glaciares y, por lo tanto, no se habían erosionado como se esperaba. También se agruparon en bandas a lo largo de los glaciares, lo que indicaba distintos flujos separados durante millones de años (múltiples edades de hielo) en lugar de solo un evento importante de la edad de hielo.

Un glaciar marciano bien conservado visto por la cámara HiRISE en la nave espacial Mars Reconnaissance Orbiter. Imagen vía NASA / JPL / University of Arizona / Arizona State University.

Fue entonces cuando los investigadores concluyeron que Marte ha experimentado entre seis y 20 edades de hielo distintas durante los últimos 300-800 millones de años.

«Este artículo es la primera evidencia geológica de lo que podrían haber estado haciendo la órbita y la oblicuidad marcianas durante cientos de millones de años. Estos glaciares son pequeñas cápsulas del tiempo que capturan instantáneas de lo que soplaba en la atmósfera marciana. Ahora sabemos que tenemos acceso a cientos de millones de años de historia marciana sin tener que perforar profundamente la corteza; podemos simplemente hacer una caminata por la superficie» elaboró Levy.

Como se describe en el documento:

Existe un debate significativo sobre si la población global de depósitos glaciares cubiertos de escombros marcianos se formó continuamente durante los últimos 300 a 800 Ma, o si se formaron durante episodios puntuados de acumulación de hielo durante los máximos de oblicuidad (que duraron entre 10 y 100 ka). Mostramos que, al igual que los antiguos glaciares cubiertos de escombros en la Tierra, las bandas de rocas en los depósitos glaciares marcianos indican múltiples episodios de acumulación y avance de hielo. En nuestro análisis, los períodos glaciares son seguidos por la remoción de hielo de la zona de acumulación de glaciares, formando bandas de escombros. Informamos una mediana de cinco a seis transiciones glaciales/interglaciares registradas en glaciares cubiertos de escombros marcianos, lo que sugiere que la cadencia de la glaciación en Marte se establece por el forzamiento orbital de decenas a cientos de Ma, no ciclos de oblicuidad individuales de 120 ka.

La clave en los glaciares

Los resultados tienen implicaciones importantes para comprender la historia de Marte. Las edades de hielo ocurren durante cambios en la inclinación del eje de un planeta, llamados oblicuidad. Esto tiene efectos directos sobre el clima y la habitabilidad de un planeta. La inclinación axial de la Tierra también es la razón por la que tenemos estaciones.

A los científicos les gustaría saber qué tipos de rocas y gases quedan atrapados aún dentro de estos glaciares, y serían un gran lugar para buscar fósiles u otros biomarcadores de microbios antiguos.

Joe Levy, geólogo planetario de la Universidad de Colgate y autor principal del nuevo estudio sobre glaciares.

«Si hay biomarcadores en el aire, también quedarán atrapados en el hielo», dijo Levy.

Los glaciares podrían proporcionar pistas sobre si Marte fue cálido y húmedo al principio de su historia antes de volverse frío y seco, o si Marte siempre tuvo un clima más frío. Esto ha sido un tema de mucho debate, ya que existe amplia evidencia de que el planeta alguna vez tuvo lagos, ríos y tal vez incluso un océano, pero menor evidencia de un clima lo suficientemente cálido, con una atmósfera lo suficientemente espesa, para agua líquida generalizada una especie de paradoja planetaria.

Los depósitos de hielo son comunes en Marte, como en el cráter Korolev cerca del Polo Norte, que está lleno de agua helada. Esta foto fue tomada por la nave espacial Mars Express. Imagen vía ESA.

«Hay mucho trabajo por hacer para averiguar los detalles de la historia del clima marciano, incluido cuándo y dónde fue lo suficientemente cálido y húmedo como para que hubiera salmueras y agua líquida», concluyó Levy.

Como Islandia en la Tierra

Otro nuevo estudio de la Universidad de Rice sugiere que Marte se encontraba en algún lugar entre los dos escenarios de cálido/húmedo y frío/seco, con un clima similar al de Islandia, un clima helado, pero no demasiado frío para el agua líquida.

Comparación entre el cráter Gale, en Marte, y una planicie fluvial en Islandia.

Michael Thorpe en Rice hizo referencia al sitio de aterrizaje del rover Curiosity, el cráter Gale: «Las rocas sedimentarias en el cráter Gale detallan un clima que probablemente se encuentra entre estos dos escenarios. El clima antiguo era probablemente gélido, pero también parece haber mantenido agua líquida en los lagos durante períodos prolongados».

Islandia es uno de los análogos más cercanos al antiguo Marte, con un terreno basáltico y temperaturas por lo general inferiores a 38 grados Fahrenheit (3 grados Celsius). La composición de arena y barro en Islandia también es la más cercana a Marte según el análisis a través del índice químico estándar de alteración (CIA), que se utiliza para inferir el clima pasado a partir de la meteorización química y física de una muestra.

Fuente: EarthSky. Edición: MP.

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