Los ciclos climáticos que ocurrieron en el pasado distante Marte, provocados por la acumulación de gases invernadero, pueden ser la clave que faltaba para entender cómo el agua líquida talló las características de la superficie del planeta.

Los científicos han debatido durante mucho tiempo cómo profundos cañones y extensas redes de valles -como los tipos tallados por el agua corriente durante millones de años en la Tierra- pudieron formarse en Marte hace 3.800 millones de años, tiempo en el que muchos creen que el planeta estaba congelado.

Los investigadores sugieren que un Marte temprano cubierto por glaciares podría haber experimentado largos periodos cálidos, de hasta 10 millones de años, causados por una atmósfera de dióxido de carbono e hidrógeno.

En un estudio publicado en Earth and Planetary Science Letters, investigadores han descubierto que los ciclos de calentamiento habrían durado lo suficiente y producido suficiente agua para crear el paisaje marciano dejado por el agua líquida que vemos en nuestros días.

«Con la hipótesis de los ciclos, se obtienen estos largos períodos de calor que dan tiempo suficiente para formar todas las diferentes redes de los valles marcianos», dijo en un comunicado Natasha Batalha, estudiante de posgrado de astronomía y astrofísica en la Penn State University.

Estudios anteriores sugirieron que los impactos de asteroides podrían haber calentado el planeta, creando atmósferas de vapor que produjeron lluvia. Pero esos períodos cálidos tendrían duraciones mucho más cortas y sería complicado que produjesen suficiente agua, dijeron los investigadores.

«Creemos que Marte tuvo que estar caliente durante millones o decenas de millones de años, y la hipótesis del impacto puede mantenerla caliente durante miles de años», dijo Jim Kasting, profesor de geociencias de Penn State, y coautor del estudio. «En términos de agua, necesitamos millones de metros de lluvia, y los impactos pueden llegar a cientos de metros».

Kasting dijo que los valles en la superficie marciana son similares en anchura al cañón del río Colorado. Los científicos estiman que se tardó 16 millones de años en que el río Colorado, hinchado estacionalmente por la nieve que se derrite en las Montañas Rocosas, tallase el Gran Cañón.

Utilizando modelos climáticos, el equipo mostró períodos de calentamiento -causados cuando los gases de efecto invernadero alcanzaron cierto punto de inflexión- que duraron millones de años en Marte. Con la elección correcta de los parámetros, estos períodos cálidos pueden durar hasta 10 millones de años.

Según los investigadores, los gases de efecto invernadero se acumulan gradualmente en la atmósfera, arrojados por las erupciones volcánicas, liberados por el enfriamiento del magma en la superficie o por la escoria de la corteza del planeta.

La lluvia elimina naturalmente algo de esto de la atmósfera cuando cae, almacenando algo de carbono en el suelo a través de un proceso llamado meteorización química. Pero debido a que el Marte temprano estaba frío, llovió menos y este proceso no pudo mantenerse, dijeron los investigadores.

El Cráter Gale en la superficie de Marte alguna vez hace millones de años estuvo lleno de agua líquida, según resultados de laboratorio de Mars Science Laboratory (MLS). Un nuevo estudio de científicos de Penn State sugiere que ciclos climáticos dramáticos pueden haber producido períodos cálidos por tiempo suficiente para descongelar el planeta y que el agua líquida cree las actuales características que posee la superficie. Crédito: William Dietrich / University of California Berkley

«Marte está en esta posición precaria, en el borde exterior de la zona habitable», dijo Batalha. «Está recibiendo menos flujo solar, así que empieza en un estado helado, hay desprendimiento volcánico, pero debido a que está más frío, no obtiene la misma deposición de carbono en la superficie del planeta, sino que obtiene acumulación atmosférica y el planeta lentamente comienza a subir de temperatura».

A medida que el planeta se calentaba, la meteorización química eventualmente llegaría más rápido de lo que los volcanes podrían devolver gases a la atmósfera, y el planeta comenzaría a enfriarse, iniciando otra era glacial.

Para que la teoría funcione, los científicos dijeron que se necesitan más estudios para determinar si se podría haber producido suficiente dióxido de carbono e hidrógeno en el planeta.

«Estaríamos en lo correcto si Marte temprano tuviera placas tectónicas como la Tierra hoy», dijo Kasting. «Entonces funciona, pero eso es un gran debate, mucha gente no cree que Marte las haya tenido jamás».

Batalha dijo que altas cantidades de dióxido de carbono en la atmósfera habrían provocado una lluvia muy ácida, que habría disuelto las rocas carbonatadas en la superficie y las habría depositado en el subsuelo.

«Así que si la próxima misión de Marte es capaz de excavar más profundo, podría descubrir estos diferentes carbonatos», dijo. «Eso sería una especie de arma humeante para el dióxido de carbono».

El artículo fue publicado en el sitio web de Penn State University. Igualmente el estudio fue publicado en Earth and Planetary Science Letters.