Utopia Planitia tiene un gigantesco reservorio de agua helada en Marte

Esta es una vista exagerada verticalmente de la región Utopia Planitia, en la región norte de Marte. Allí existe bajo la superficie un volumen de agua helada de 12.100 kilómetros cúbicos. Los profundos surcos, una característica superficial similar a existentes en el Ártico canadiense, es indicativo de la presencia de agua subsuperficial. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Univ. de Arizona/ASI
Esta es una vista exagerada verticalmente de la región Utopia Planitia, en la región norte de Marte. Allí existe bajo la superficie un volumen de agua helada de 12.100 kilómetros cúbicos. Los profundos surcos, una característica superficial similar a existentes en el Ártico canadiense, es indicativo de la presencia de agua subsuperficial. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Univ. de Arizona/ASI

Una región marciana agrietada y llena de depresiones, conocida como Utopia Planitia (Llanura de Ningún Lugar), alberga más agua congelada que la disponible en la región de los Grandes Lagos, que es de 12.100 kilómetros cúbicos.

El hallazgo fue realizado por investigadores que utilizaron información obtenida por el instrumento SHARAD a bordo del Orbitador de Reconocimiento Marciano (MRO, por Mars Reconnaissance Orbiter), de la NASA. La imagen que encabeza este artículo fue realizada en modelos por ordenador que tomaron información de dos sobrevuelos realizados por MRO el 25 de diciembre de 2..06 y el 12 de febrero de 2.007.

Los científicos examinaron parte de la región marciana de Utopia Planitia, que se halla  en las latitudes septentrionales del planeta, con el instrumento SHARAD, por Shallow Radar, un radar superficial profundo que permite penetrar la capa superior del suelo marciano.

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Los análisis de la información obtenida luego de más de 600 sobrevuelos que permitieron escanear el área, revelaron un depósito de agua con una extensión superior a los 315.000 kilómetros cuadrados.

Y se estima que el grosor del depósito varía de 80 a 170 metros, con una composición de 50 a 85 % de agua congelada, mezclada con polvo o partículas rocosas más grandes.

Actualmente, en la latitud del depósito, a mitad de camino entre el ecuador y el polo, el agua marciana congelada no puede persistir en la superficie. Se sublima en vapor de agua en la delgada y seca atmósfera de Marte. El depósito de Utopia está protegido de la atmósfera por una cobertura de suelo que va de 1 a 10 metros de grosor.

Cassie Stuurman, geofísica, glacióloga. Autora principal de la publicación científica relacionada con el gran depósito de agua congelada en Utopia Planitia, Marte. Crédito de la imagen: Cassie Stuurman
Cassie Stuurman, geofísica, glacióloga. Autora principal de la publicación científica relacionada con el gran depósito de agua congelada en Utopia Planitia, Marte. Crédito de la imagen: Cassie Stuurman

“Probablemente el depósito se formó a medida que las nevadas se acumulaban en una capa de hielo mezclada con polvo, y fue en un período de la historia de Marte cuando el eje del planeta estaba más inclinado que en la actualidad”, indicó Cassie Stuurman, del Instituto de Geofísica en la Universidad de Texas, en Austin, quien es la autora principal de un reporte que fue publicado en Geophysical Research Letters.

En la actualidad, debido a que tiene su eje inclinado 25 grados, Marte acumula en sus polos grandes cantidades de agua helada. En ciclos que duran unos 120.000 años, la inclinación varía a algo más del doble, calentando los polos y llevando hielo a las latitudes medias del planeta. Los modelos climáticos y los hallazgos previos de hielo enterrado en latitudes medias de Marte, indican que el agua congelada se acumula lejos de los polos durante los períodos de mayor inclinación.

Agua marciana como recurso futuro

Hielo superficial fotografiada por el módulo de descenso Viking 2, en Utopia Planitia. Crédito de la imagen: NASA/JPL
Hielo superficial fotografiada por el módulo de descenso Viking 2, en Utopia Planitia. Crédito de la imagen: NASA/JPL

El nombre Utopia Planitia se puede transcribir, en líneas generales, como planicies del paraíso, según refirió la NASA, en una interpretación que a mi me parece demasiado amplia. Pero que está a tono con la planificación de agencias espaciales, también científicos, que piensan en cada lugar del Sistema Solar donde exista agua helada, como un punto de destino para la humanidad.

Porque podrían asentarse colonias humanas, o enviaremos exploraciones robóticas que con el desarrollo de tecnología de avanzada permitan el aprovechamiento del agua. Pensarán cómo se transporta el agua helada hacia terrícolas sedientos en el futuro. O cómo la aprovecharán quienes desembarquen en Marte. En lo personal, creo que la humanidad avanzará por el Sistema Solar como una especie espacial y multiplanetaria, a tono con lo que plantea Elon Musk, el CEO de SpaceX. Y en su momento evolutivo no necesitará del agua como elemento esencial, como sucede en la Tierra, sino de la luz solar. Nuestros cuerpos habrán evolucionado, de acuerdo a los tiempos futuros, y a las condiciones de vida equilibradas con el entorno espacial.

Volvamos a Utopia Planitia

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Volvamos a Marte. El depósito congelado monitoreado en Utopia Planitia, se extiende entre los 39 y 49 grados de latitud en el interior de las planicies. Representa menos del uno por ciento de toda el agua congelada conocida en Marte, pero más del doble del volumen en grosor son capas heladas enterradas en las planicies septentrionales. Los depósitos de hielo cercanos a la superficie están siendo considerados como recursos para los astronautas que lleguen a Marte.

“Este depósito es probablemente más accesible que la mayor parte del agua helada en Marte, porque se halla en una latitud relativamente baja y yace en una zona suave y plana, donde el descenso de una nave espacial puede ser más fácil que en algunas otras áreas con hielo enterrado”, expresó Jack Holt de la Universidad de Texas, y co-autor de la investigación de Utopia,  y co-investigador de SHARAD, quien previamente utilizó el radar  para estudiar el hielo enterrado en glaciares y en los casquetes polares.

Agua líquida con Marte más inclinado

El agua en la zona de Utopia actualmente está congelada. Los científicos opinan que si hubiera una capa derretida, significativa en términos de posibilidades de existencia de vida en Marte, habría sido más evidente en los escaneos realizados con los radares de las naves en órbita. De todas maneras, algún derretimiento se habría perdido cuando había condiciones climáticas diferentes debido a que el eje del planeta estaba más inclinado. “No sabemos si donde ha habido agua helada por mucho tiempo, habrá existido suficiente agua líquida para que existiera vida microbiana”, admitió Holt.

Utopia Planitia es una cuenca con unos 3.300 kilómetros de diámetro, resultante del impacto de un cuerpo celeste muy importante, que ocurrió en la historia temprana de Marte, y fue llenándose con el tiempo. La NASA envió en 1.976 Viking 2, un orbitador con un módulo de descenso que descendió en un sitio cercano al centro de Utopia. La porción examinada por Stuurman y sus colegas se halla al sudoeste del área de descenso de ese módulo.

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El uso del instrumento SHARAD, que fue construido en Italia, para examinar parte de Utopia Planitia fue impulsada por Gordon Osinski, de la Universidad Occidental, de Ontario, Canadá, quien es co-autor del estudio. Por varios años, él y otros investigadores se han sentido intrigados por patrones que se veían en la superficie, tales como rajaduras poligonales y agujeros sin bordes llamados depresiones con surcos. Esos patrones son “como si alguien hubiera llevado una muestra de helado al terreno”, explicó Stuurman, quien comenzó el proyecto mientras era estudiante de la Universidad Occidental.

Similitudes marcianas y en el Ártico canadiense

Gordon Osinski, geólogo, astrobiólogo, interesado en la Tierra, la Luna y Marte. Investiga cráteres de impacto y meteoritos. Crédito de la imagen: Gordon Osinski
Gordon Osinski, geólogo, astrobiólogo, interesado en la Tierra, la Luna y Marte. Investiga cráteres de impacto y meteoritos. Crédito de la imagen: Gordon Osinski

En el Ártico canadiense, accidentes geográficos similares son indicativos de la presencia de hielo en capas cercanas a la superficie, comentó Osinski, “pero había un interrogante importante con respecto a si aún hay cualquier congelado presente en la región marciana de Utopia, o si se ha perdido con el paso de millones de años desde la formación de esos polígonos y depresiones” superficiales.

El gran volumen de hielo detectado con SHARAD ayuda a conocer mejor la historia de Marte y determina un recurso posible para su uso futuro.

“Es importante ampliar lo que sabemos sobre la distribución y cantidad de agua marciana. Sabemos que el antiguo Marte tuvo suficiente agua líquida en la superficie como para que existieran ríos y lagos. ¿Dónde se fue? Mucha de ella dejó el planeta desde la parte superior de la atmósfera. Otras misiones han estado examinando ese proceso. Pero también hay una gran cantidad que ahora es hielo subterráneo, y queremos seguir aprendiendo más sobre esto”, señaló Leslie Tamppari, científica asociada del proyecto Orbitador de Reconocimiento Marciano, quien pertenece a Jet Propulsion Laboratory, de la NASA, con sede en Pasadena, California.

Joe Levy, de la Universidad de Texas, co-autor del nuevo estudio, indicó que “los depósitos de hielo en Utopia Planitia no sólo son un recurso para explorar, también son uno de los registros más accesibles del cambio climático en Marte. No comprendemos completamente por qué el hielo se acumuló en algunas áreas de la superficie marciana, y no en otras. Con muestreos y el uso de este hielo en una futura misión podría ayudar a sobrevivir a los astronautas, a la vez que también los ayudará a desbloquear los secretos de las eras de hielo marcianas”.

¿Qué es SHARAD?

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SHARAD es uno de los seis instrumentos científicos a bordo del Orbitador de Reconocimiento de Marte. Comenzó diez años atrás su fase fundamental de ciencia. La resiliencia de la misión permite estudios de características y procesos activos en todo Marte, desde la subsuperficie a la atmósfera superior.

SHARAD fue concebido como un complemento del instrumento MARSIS, a bordo de la sonda europea Mars Express. En 2.005, el último instrumento mencionado captó la existencia de un océano helado bajo la superficie marciana. El asunto, es que SHARAD, que ‘perfora’ la superficie de Marte hasta un kilómetro de profundidad -menor que las capacidades de MARSIS-, pero con una mayor resolución vertical de 15 metros.

Leslie Tamppari, científica de proyecto asociada del Orbitador de Reconocimiento Marciano. Crédito de la imagen: JPL
Leslie Tamppari, científica de proyecto asociada del Orbitador de Reconocimiento Marciano. Crédito de la imagen: JPL

Las características de su diseño, permiten la detección de reflejos eléctricos de determinados tipos de material presentes en el subsuelo marciano. Y entre esos ‘materiales objetivo’ se hallan rocas, regolito, hielo y agua.

Instituciones involucradas

La Agencia Espacial Italiana (ASI, por Agenzia Spaziale Italiana), aportó el instrumento SHARAD, y la Universidad de Roma La Sapienza, a través de su departamento INFOCOM, gerencia las operaciones. SHARAD fue diseñado y construido por Alacatel Alenia Space, desde cuyas instalaciones, en las afueras de Roma, se comandan las operaciones.

Joe Levy, científico planetario especializado en geomorfología, hidrología.
Joe Levy, científico planetario especializado en geomorfología, hidrología.

En tanto, el Instituto de Ciencia Planetaria (PSI, por Planetary Science Institute), con sede en Tucson, Arizona, conduce la integración entre la ASI y la NASA relativas a SHARAD.

JPL, una división del Instituto Tecnológico de California (Caltech), con asiento en Pasadena, gerencia las misiones del orbitador para el Directorio de Misiones Científicas de la NASA, con sede en Washington D.C., Estados Unidos.

La empresa Lockheed Martin Space Systems, de Denver, Arizona, Estados Unidos, construyó la nave espacial y apoya las operaciones del MRO.

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