Hace miles de millones de años, Marte fue una vez un lugar muy diferente al lugar frío y seco que es hoy. Básicamente, tenía una atmósfera más espesa y cálida y agua líquida que fluía en su superficie, ¡y tal vez incluso vida! La razón de esto es que, al igual que la Tierra, Marte tenía un campo magnético planetario que se generaba por acción en su núcleo. Pero cuando ese campo desapareció, ¡las cosas comenzaron a cambiar drásticamente!
Durante años, los científicos creyeron que este campo desapareció hace más de 4 mil millones de años, lo que provocó que el viento solar despojara lentamente la atmósfera de Marte. Pero según nueva investigación dirigido por la Universidad de Columbia Británica (UBC) ha impuesto nuevas restricciones sobre cuándo desapareció este campo magnético, lo que indica que el campo magnético de Marte existió antes (y duró cientos de millones de años más) de lo que se pensaba.
El estudio que describe sus hallazgos, que apareció recientemente en la revista Avances de la ciencia, fue dirigido por Anna Mittelholz, becaria postdoctoral del Departamento de Ciencias de la Tierra, el Océano y la Atmósfera de la UBC. A ella se unió Catherine Johnson, científica sénior del Instituto de Ciencias Planetarias (PSI), y un equipo internacional de investigadores.
Al igual que la Tierra, se cree que el campo magnético global de Marte fue el resultado de un efecto de dínamo causado por la acción en su núcleo. Esto ocurre cuando un núcleo externo líquido gira alrededor de un núcleo externo sólido, en dirección opuesta a la rotación del planeta. Desafortunadamente, el campo magnético desapareció, lo que provocó que la atmósfera del planeta se despojara con el tiempo hasta el punto de volverse extremadamente delgada (como lo es hoy).
Los científicos atribuyen esto a la menor masa y densidad de Marte (en comparación con la Tierra), lo que provocó que su interior se enfriara más rápidamente. Esto hizo que el núcleo exterior del planeta se volviera sólido, deteniendo así el efecto dínamo marciano. Mientras tanto, se cree que su núcleo interno está en estado líquido porque la presión en el interior de Marte es demasiado baja para que se solidifique.
En el pasado, los científicos se han basado en el estudio de rocas magnetizadas sobre y debajo de la superficie de Marte para reconstruir la historia del campo magnético del planeta, especialmente las rocas de lava. Este tipo de roca se origina en el manto del planeta y luego sale a la superficie a través de la actividad volcánica y el resurgimiento. A medida que la lava se expone a la superficie y se enfría, sus minerales se alinean con el campo magnético global.
Después de examinar muestras magnetizadas de rocas superficiales, los científicos descubrieron que una dínamo estuvo activa hace entre 4.300 y 4.200 millones de años. Sin embargo, las muestras de roca que se tomaron de tres grandes cuencas: Hellas, Argyre e Isidis, que se formaron hace 3.900 millones de años, llevaron a la mayoría de los científicos a la conclusión de que la dínamo estaba inactiva en ese momento.
Pero después de analizar nuevos datos obtenidos por la NASA Atmósfera de Marte y evolución volátil (MAVEN), al equipo se le presentó una imagen diferente. Como explicó Mittelholz en un UBC reciente presione soltar:
“Encontramos que la dínamo marciana operó hace 4.500 millones de años (4.5 Ga) y hace 3.700 millones de años. La sincronización de Dynamo es una gran parte de la evolución de un planeta, y lo que encontramos es muy diferente de lo que habíamos pensado hasta ahora. La dínamo nos dice algo sobre la historia térmica del planeta, su evolución y cómo llegó a donde está hoy, y es única para cada uno de los planetas terrestres: la Tierra, Marte, Venus y Mercurio”.
Los datos previos sobre el magnetismo en Marte fueron recopilados por el Topógrafo global de Marte (MGS), que orbitó el Planeta Rojo entre 1999 y 2006. En su mayor parte, esta misión de la NASA realizó sus observaciones a una distancia de 400 km (250 millas) de la superficie. La misión MAVEN, que comenzó a orbitar Marte en 2014, pudo captar señales más débiles ya que operó tan cerca como a 135 km (84 mi) de la superficie.
Los nuevos datos de MAVEN detectaron evidencia clara de un campo magnético proveniente del flujo de lava Lucus Planum, que se formó hace unos 3.700 millones de años y mostró evidencia de un campo magnético. Esto indica que un campo magnético marciano existió mucho más tarde de lo que sugirieron estudios previos de otras áreas.
Como Johnson, quien también es profesor en el Departamento de Ciencias de la Tierra, el Océano y la Atmósfera en la UBC y asesor académico de Mittelholz, explicado:
“La edad de la dínamo más nueva proviene de la correlación de las señales magnéticas con un flujo de lava joven (3,7 Ga). En particular, vemos un ‘agujero’ en la señal del campo magnético sobre un pequeño cráter en el flujo que penetra hasta la base del flujo, por lo que sabemos que este pequeño cráter eliminó la señal magnética: esto nos dice que las rocas magnetizadas están en el fluir, no solo enterrado mucho más profundamente. La edad del flujo proviene del recuento de cráteres en el flujo”.
Además, notaron la presencia de un campo magnético de baja intensidad sobre la cuenca Borealis en el hemisferio norte del planeta. Esta es una de las características más antiguas de Marte, ya que se formó hace 4.500 millones de años, en un momento en que el propio Marte tenía poco más de 100 millones de años. Estas dos observaciones apuntan a la existencia de una dínamo muy temprano en la historia de Marte y que duró 500 millones de años más de lo que pensaban muchos científicos.
Para explicar la ausencia de rocas magnetizadas en las cuencas de Hellas, Argyre e Isidis, los investigadores ofrecen dos posibles explicaciones. Por un lado, la dínamo puede haberse detenido antes de que se formaran estas cuencas y reiniciarse más tarde. Por otro, es posible que los impactos que los formaron desplazaran la corteza que contenía los minerales que podrían llevar una fuerte firma magnética.
En cualquier caso, estos resultados podrían revelar nuevos conocimientos sobre la historia geológica de Marte y su estructura interior. como johnson explicado:
“Si un planeta rocoso o una luna tiene un campo magnético global como el de la Tierra hoy o en el pasado, nos habla del interior profundo del planeta en ese momento. Además, los nuevos resultados de la dínamo en 3,7 Ga sugieren que la dínamo marciana podría haber estado activa en un momento de condiciones climáticas muy diferentes en Marte, en particular cuando se formaron muchas de las redes de valles”.
En particular, fue la capacidad de MAVEN para captar señales de características más pequeñas en la superficie y cerca de ella lo que permitió al equipo de investigación distinguir entre rocas que venían de la superficie o rocas más antiguas enterradas más profundamente en la corteza. En cualquier caso, estos nuevos conocimientos hacen que los científicos se pregunten qué podrían encontrar si pudieran mirar aún más de cerca.
Marte está plagado de cráteres, después de todo, y las misiones futuras podrán examinarlos más de cerca, especialmente cuando se trata de rovers o globos. por ejemplo, el Perserverancia rover aterriza en Marte en 2021, aterrizará en el cráter Jezero, que se encuentra en el borde de la cuenca de Isidris. Además de encontrar evidencia de habitabilidad pasada (y posiblemente vida pasada, ¡crucemos los dedos!), También podría revelar cosas sobre el pasado geológico de Marte.
Otras lecturas: UBC, PSI, Avances de la ciencia
