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Javier Gómez-Elvira

INGENIERO AERONÁUTICO. INVESTIGADOR PRINCIPAL DE LA REMS

Director del Centro de Astrobiología (CAB) en 2010-2015. Este organismo lideró la construcción de la estación medioambiental (REMS) que lleva incorporada el robot Curiosity de la NASA durante su misión en Marte.

El interés científico por la posibilidad de que Marte albergara agua e incluso vida empezó a crecer cuando Giovanni Schiaparelli dibujó en 1877 uno de los primeros mapas de su superficie. En el plano del astrónomo italiano se pueden apreciar numerosos canales que atraviesan el Planeta Rojo. Salen de un área más oscura en la parte inferior y aíslan diferentes zonas del terreno a modo de gigantescas islas.

Estos canales de Schiaparelli atrajeron a los científicos de la época. Con el libro titulado “Marte y su canales” (1906), Percival Lowell desató una gran discusión: “La conclusión es que los canales son bandas de vegetación alimentadas por el agua procedente de los casquetes polares...“. Lowell no solo postulaba la existencia de agua en Marte sino también de vida, puesto que consideraba demostrado que había vegetación.

Esta teoría se mantuvo a lo largo de los primeros años del siglo XX –fundamentalmente porque la capacidad de observar el planeta era todavía muy limitada–, aunque no le faltaron detractores. Hasta finales de la década de 1940 no se detectó que la atmósfera marciana estaba formada principalmente por dióxido de carbono o que el hielo existente en los polos era hielo de agua, no de dióxido de carbono.

Las primeras imágenes

Fue en la década de 1960 cuando la teoría de Lowell quedó totalmente descartada. Los medios técnicos mejoraron y las observaciones por radar permitieron afirmar que las cambios de color que se apreciaban eran en realidad generados por las diferencias en la altitud de la superficie. También se empezó a contemplar que fueran cráteres producidos por el impacto de meteoritos. Pero lo que echó por tierra definitivamente la teoría de Lowell fue la medición del vapor de agua en la atmósfera marciana. Se descubrió que era muy inferior a la de nuestro planeta y que su presión atmosférica estaba también muy por debajo de la terrestre.

La llegada de las primeras imágenes del Planeta Rojo, transmitidas por la sonda Mariner-4 en 1964, permitieron empezar a conocer el Marte real. La superficie no estaba cubierta de canales ni vegetación. Por el contrario, albergaba parajes extremadamente áridos, con numerosos cráteres de muy diferentes tamaños.

Las sondas Viking llegan a Marte

Varias de las misiones Mariner de la NASA pasaron en los 60 y principios de los 70 cerca de Marte, aportando cada vez imágenes con más detalle de su superficie, y permitiendo analizar con precisión creciente su atmósfera.

El éxito más importante de este periodo fue el aterrizaje en Marte (1976) de las sondas Viking-1 y Viking-2, que supuso un hito tecnológico de su tiempo. En estas dos misiones, además de buscar un conocimiento más preciso de la atmósfera y el suelo marcianos, se trató de demostrar que existía vida. Los resultados fueron negativos, aunque esta discusión todavía continúa abierta.

En los años siguientes se produjo un vacío en la exploración robótica de Marte, que fue reanudada a finales del siglo pasado con la sonda Mars Global Surveyor (1996-2001). Su instrumental mostró con detalle cómo era la morfología de la superficie marciana y comenzó a averiguarse qué minerales había en ella. Continuaron su labor Mars Odissey (que desde 2001 está en órbita alrededor de Marte), y posteriormente Mars Express (también realizando exploración remota desde 2003) y Mars Reconnaissance Orbiter (en activo desde 2005), todas ellas misiones de la NASA salvo Mars Express, desarrollada por la Agencia Espacial Europea (ESA).

Un pasado húmedo y cálido

La gran cantidad de información transmitida por estos cuatro satélites ha permitido descifrar en apenas quince años cómo es Marte hoy en día e imaginar cómo fue este planeta en un pasado lejano.

Las imágenes obtenidas por las distintas misiones muestran numerosas evidencias de que ha fluido líquido en su superficie: valles producidos por el curso del agua y formaciones típicas de lagos en los cuales se han ido acumulando depósitos por largos periodos de tiempo pueden verse en múltiples localizaciones. De igual forma, existen numerosos trabajos en los que se comparan detalles de escorrentías observadas en Marte con formas similares a las generadas por el agua en la Tierra.

Asimismo, se han detectado minerales que necesitan de la existencia de agua líquida para su formación. Los más extendidos reciben el nombre de filosilicatos: arcillas que se producen como consecuencia de la degradación por el agua de las rocas basálticas (de origen volcánico) durante largos periodos de tiempo.

Junto a estas dos pruebas de la existencia de agua, hay una tercera que proviene del subsuelo marciano. Uno de los instrumentos de la Mars Odyssey detectó la existencia de hidrógeno en los primeros metros de suelo. El hidrógeno es uno de los elementos que forman la molécula del agua, y sabiendo dónde se encuentra podemos determinar dónde hay agua. Con esta información se ha podido trazar un mapa de la distribución del agua en Marte que indica que ésta se concentra en las zonas cercanas a los polos. También se han detectado glaciares subterráneos cubiertos de rocas. Todo esto nos lleva a la conclusión de que en algún momento de la historia de Marte hubo agua líquida en la superficie.

¿Efecto invernadero?

¿Cuándo se produjeron las condiciones imprescindibles para que pudiera haber agua líquida? A través de una estimación de la edad de las zonas con señales de agua, se cree que fue aproximadamente hace 3.500 millones de años. La edad de Marte es del orden de 4.500 millones de años.

¿Por qué hubo agua en estado líquido en Marte en ese momento de su historia? Se cree que anteriormente, en sus orígenes, su atmósfera fue un poco más densa que la actual, y con temperaturas bajas debido a que el Sol en aquel periodo era más débil. En esas condiciones, el agua no podía ser líquida. ¿Cómo pudo subir más adelante la temperatura? La respuesta está en el efecto invernadero. Las causas más probables de este efecto son las emisiones generadas por la actividad volcánica –no en vano en Marte está el volcán más alto del Sistema Solar, el monte Olimpo– y el impacto de grandes meteoritos. Si para la Tierra su posible caída es una amenaza, para Marte podría haber significado el paso de un clima árido a otro donde el agua fluyese por la superficie y las temperaturas fueran mucho más benignas.

Así pues, se piensa que, aunque Marte fue frío en sus primeros tiempos, episodios puntuales de efecto invernadero permitieron que el agua líquida corriera por su suelo.

"Curiosity", el robot explorador

El último robot de la NASA que ha aterrizado en el Planeta Rojo, el Curiosity, nos puede ayudar a confirmar o a rechazar estas teorías. Llegó a Marte el 5 de agosto de 2012, y se posó en el cráter Gale. La selección del lugar de aterrizaje se realizó por consenso entre la comunidad científica, a la vista de los objetivos propuestos para la misión, entre los cuales estaba el estudio de la habitabilidad del planeta.

La zona reunía una serie de características únicas: se trata de un cráter formado hace más de 3.500 millones de años por el impacto de un meteorito; desde la observación remota de los satélites que orbitan Marte se habían detectado numerosas marcas de la posible existencia de agua líquida en su interior, e igualmente se habían descubierto minerales que necesitan agua para su formación. Además, el macizo situado en el interior del cráter, el monte Sharp, contiene numerosas capas (estratos) de depósitos que a buen seguro iban a proporcionar datos del pasado marciano.

En busca de evidencias

Desde su aterrizaje, Curiosity ha ido desplazándose hacia la base del monte Sharp y en su recorrido ha ido encontrando muestras de lo que se preveía que iba a hallar: el agua fluyó por el cráter en el pasado. Se han tomado imágenes de un conglomerado de rocas similares a las que cualquiera puede encontrar en la orilla de un río en la Tierra. La forma y posición de las rocas indican que se trató de un cauce somero en el que el agua fluía de forma suave. Las características de las paredes del cráter también nos hablan del agua, puesto que en ellas puede adivinarse como ésta corría por la ladera y llegaba a acumularse justo cerca de la zona en la que Curiosity aterrizó.

También las rocas analizadas nos remiten a un pasado con agua. Las rocas de tipo sedimentario de origen fluvial sirven para conocer las condiciones en las que se formaron, y cómo han ido evolucionando a lo largo de millones de años.

Curiosity todavía no ha terminado su misión en el Planeta Rojo, por lo que seguro que el futuro nos deparará muchos otros datos que nos ayudarán a entender mejor cómo fue realmente Marte en el pasado.

¿De dónde viene el agua?

El agua de la Tierra y de Marte posiblemente tengan el mismo origen, una procedencia que no se conoce con claridad. El hidrógeno es el elemento más abundante del universo; el oxígeno se encuentra en tercer lugar, por detrás del helio. Por tanto, el agua, formada por hidrógeno y oxígeno, es una molécula presente en todas las galaxias y, por supuesto, también estaba en el momento en que se formó nuestro sistema solar.

A día de hoy todavía no se sabe con certeza si el agua proviene de los asteroides o de los cometas. Pero lo que sí parece cierto es que hubo un gran bombardeo de estos cuerpos sobre la Tierra primitiva y que con ellos vino prácticamente todo el agua que se encuentra actualmente en nuestro planeta, y se supone que también la que hubo en Marte y la poca que queda en el presente.