El misterio del agua de Marte se profundiza con los últimos descubrimientos de aguas subterráneas

Las investigaciones indican que es antiguo. Marte Tenía una recarga mínima de agua subterránea y difería significativamente de la dinámica del agua en la Tierra, lo que afectó nuestra comprensión de su clima y ayudó a futuras misiones a Marte.

Marte alguna vez fue un mundo húmedo. El registro geológico del Planeta Rojo muestra evidencia de agua fluyendo en la superficie, desde deltas de ríos hasta valles excavados por inundaciones masivas.

Pero un nuevo estudio muestra que no importa cuánta lluvia cayera en el antiguo Marte, poca se filtraba en el acuífero de las tierras altas del sur del planeta.

Un estudiante de posgrado de la Universidad de Texas en Austin hizo el descubrimiento modelando la dinámica de recarga de agua subterránea de un acuífero utilizando una variedad de métodos, desde modelos informáticos hasta cálculos simples.

Marte en colores reales, capturado por la Misión a Marte de los Emiratos en agosto de 2021. Fotografía: Kevin M. Gill

Recarga de aguas subterráneas en Marte

Independientemente de la complejidad, los resultados convergieron en la misma respuesta: una escasa recarga de agua subterránea de 0,03 mm por año en promedio. Esto significa que dondequiera que cayera lluvia en el modelo, solo un promedio de 0,03 milímetros por año habría entrado en el acuífero y habría continuado produciendo las formas terrestres que quedan en el planeta en la actualidad.

A modo de comparación, la tasa anual de recarga de agua subterránea de los acuíferos Trinity y Edwards Trinity que suministran agua a San Antonio generalmente oscila entre 2,5 y 50 milímetros por año, o alrededor de 80 a 1.600 veces la tasa de recarga del acuífero marciano calculada por los investigadores.

Hay una variedad de posibles razones para tasas tan bajas de flujo de agua subterránea, dijo el autor principal Eric Hiatt, estudiante de doctorado en la Escuela Jackson de Geociencias. Cuando llovió, es posible que el agua haya atravesado en su mayor parte el paisaje marciano como escorrentía. O tal vez no llovió mucho.

Implicaciones para el clima y la exploración de Marte

Estos resultados podrían ayudar a los científicos a limitar las condiciones climáticas capaces de producir lluvia en las primeras etapas de Marte. También indican un sistema de agua completamente diferente en el Planeta Rojo al que existe hoy en la Tierra.

«El hecho de que el agua subterránea no sea un gran problema podría significar que otras cosas también lo son», dijo Hiatt. «Esto podría exagerar la importancia de la escorrentía, o podría significar que no llovió tanto en Marte. Pero es fundamentalmente diferente de la forma en que pensamos al respecto». [water] En el piso.»

Los resultados fueron publicados en la revista. Ícaro. Los coautores de este artículo son Muhammad Afzal Shadab, estudiante de doctorado de la Jackson School, y los profesores Sean Gulick, Timothy Goode y Mark Hess.

El autor principal Eric Hiatt, estudiante de doctorado en la Escuela de Geociencias Austin Jackson de UT, con un globo terráqueo de Marte. Crédito: Universidad de Texas en Austin/Escuela de Geociencias Jackson

Los modelos utilizados en el estudio funcionan simulando el flujo de agua subterránea en un entorno de «estado estable» donde la entrada y salida de agua al acuífero están equilibradas. Luego, los científicos variaron los factores que influyen en el flujo (por ejemplo, dónde caía la lluvia o la porosidad promedio de las rocas) y observaron qué otras variables tendrían que cambiar para mantener el estado estable y cuán plausibles eran esas cargas.

Mientras que otros investigadores han simulado el flujo de agua subterránea en Marte utilizando técnicas similares, este modelo es el primero en incorporar la influencia de los océanos que existieron en Marte hace más de tres mil millones de años en las cuencas Hellas, Argyri y Borealis.

El estudio también incluye datos topográficos recientes recopilados por satélite. Hiatt dijo que los paisajes modernos aún conservan una de las características topográficas más antiguas e influyentes del planeta: la extrema diferencia de elevación entre el hemisferio norte (las tierras bajas) y el hemisferio sur (las tierras altas), conocida como la Gran División. Esta división conserva signos de que el agua del fondo subió a la superficie en el pasado, así como el agua subterránea subió del acuífero a la superficie. Los investigadores han utilizado marcadores geológicos de surgencias pasadas para evaluar los resultados de varios modelos.

A través de varios modelos, los investigadores encontraron una tasa promedio de recarga de agua subterránea de 0,03 milímetros por año, lo que coincide mucho con lo que se sabe a partir del registro geológico.

La búsqueda no se limita sólo a comprender el pasado del Planeta Rojo. También tiene implicaciones para la futura exploración de Marte. Comprender el flujo de agua subterránea puede ayudar a determinar dónde encontrar agua hoy, dijo Hiatt. Ya sea que esté buscando signos de vida antigua, tratando de apoyar a los exploradores humanos o fabricando combustible para cohetes para regresar a la Tierra, es esencial saber dónde es más probable que se encuentre agua.

Referencia: “Recarga limitada del acuífero de las Tierras Altas del Sur en Marte temprano” por Eric Hiatt, Muhammad Afzal Shadab, Sean P. S. Gulick, Timothy A. Judas y Marcos A. Hesse, 9 de septiembre de 2023, Ícaro.
doi: 10.1016/j.icarus.2023.115774

La investigación fue financiada por NASAy el Instituto Geofísico de la Universidad de Texas y el Centro para la Habitación Planetaria de la UT.