Un nuevo estudio, basado en el análisis de datos del radar SHARAD (instalado en el aparato MRO (Mars Reconnaissance Orbiter)), mostró resultados interesantes: se descubrieron extensas capas de hielo y arena (que contienen hasta 90% de agua) a una profundidad de más de un kilómetro y medio debajo de la superficie de Marte en las cercanías del norte los polos, y su volumen es suficiente para cubrir todo el planeta rojo con una capa de agua de al menos 1,5 metros de profundidad, lo que lo hace un poco azulado.
En la continuación de esta publicación,
"Cómo Marte pierde agua: un estudio científico con modelos" .
Un nuevo trabajo científico, "Capas de hielo y arena enterradas bajo la superficie en el Polo Norte de Marte", fue publicado en la revista Geophysical Research Letters.
En este estudio, los científicos de la Universidad de Texas y Arizona (EE. UU.) Utilizaron datos obtenidos del radar subsuperficial SHARAD (sonda de radar Mars SHAllow) instalado a bordo de la nave espacial NASA MRO (Mars Reconnaissance Orbiter).
El Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) se lanzó el 12 de agosto de 2005, llegó a Marte el 10 de marzo de 2006 y en noviembre de 2006 comenzó una investigación científica completa después de la finalización de maniobras orbitales, inspecciones y calibraciones de equipos en el aire.
MRO contiene una serie de instrumentos científicos, como cámaras, espectrómetros, radares, que se utilizan para analizar la topografía, la estratigrafía, los minerales y el hielo en Marte.
El radar SHARAD se instala en el MRO para estudiar la estructura interna de los casquetes polares marcianos, así como para recopilar datos sobre depósitos de hielo subterráneos.
Una antena de radar externa es una unidad separada en el MRO.
El radar SHARAD utiliza ondas de radio de alta frecuencia en el rango de 15-25 MHz, lo que le permite sondear la superficie a una profundidad de 7 ma 1 km. La resolución horizontal se basa en 0.3 a 3 km (0.3–1 km a lo largo de la pista y 3–6 km a lo largo de la pista). La duración del pulso es de 85 μs, y la frecuencia nominal de repetición del pulso es de 700.28 Hz, la potencia transmitida es de 10 W, se utiliza una antena dipolo de diez metros para las mediciones.
El método de sondeo es la síntesis de radar de la apertura, que le permite obtener imágenes de radar de la superficie marciana y de los objetos ubicados en ella, independientemente de las condiciones climáticas y el nivel de iluminación natural del área con un detalle comparable a las fotografías aéreas.
Para ampliar las capacidades del radar, los científicos usan SHARAD emparejado con el radar MARSIS, que tiene una resolución más baja, pero puede sondear la superficie a una profundidad de 5 km. MARSIS está instalado en otra nave espacial actualmente en funcionamiento: Mars Express.
En su nuevo trabajo científico, los científicos demostraron que descubrieron los restos de antiguas capas de hielo que se encuentran debajo de la superficie en el polo norte del planeta a una profundidad de más de un kilómetro y medio, lo que sirve como evidencia de la existencia de períodos de crecimiento y agotamiento del hielo polar en Marte asociado con un cambio en su órbita e inclinación.
Los resultados son importantes porque las capas de hielo en Marte son una especie de anillos anuales que almacenan registros del clima en el pasado. Un estudio de la geometría y la composición de estas capas nos puede decir si alguna vez hubo condiciones favorables para el surgimiento de la vida.
¿Cómo se formaron estas capas subterráneas?El proceso de acumulación de hielo en los polos del planeta ocurrió durante las últimas edades de hielo.
Además, cuando el planeta comenzó a calentarse, los restos de los casquetes polares estaban cubiertos de arena, que protegía el hielo de la luz solar y evitaba que escapara a la atmósfera y luego al espacio exterior.
Con un período de aproximadamente 50,000 años, Marte se inclina hacia el Sol y luego gradualmente regresa a una posición vertical, como una cima oscilante.
Cuando Marte gira en posición vertical, su ecuador se enfrenta al Sol, lo que provoca el proceso de crecimiento de los casquetes polares. A medida que Marte cambia su pendiente, el hielo en los polos se cubre con capas de arena, por lo que las capas alternas de hielo y arena no son muy profundas debajo de la superficie del planeta en las proximidades de los polos.
Estos hallazgos son de gran importancia porque las capas de hielo reflejan los cambios climáticos antiguos en Marte, de forma similar a cómo los anillos de los árboles reflejan los cambios en el clima antiguo en la Tierra.
Abreviaturas utilizadas en las siguientes imágenes:
- depósitos en capas en el polo norte - depósitos en capas del polo norte (NPLD);
- Unidad basal (BU);
- constante dieléctrica ε '(ε' = 8.8 para arena, ε '= 3.1 para hielo);
- rocas (Rupes);
- La meseta norte (Planum Boreum) es una llanura ubicada en el polo norte de Marte.
Datos y gráficos del trabajo de investigación:Figura 1. Ubicación del estudio.R: Mapa de las alturas de la meseta norte y las llanuras circundantes con relieve superpuesto (barras negras - lugares de detección de cavidades subsuperficiales con capas de hielo):
B: Medición de la constante dieléctrica en las áreas de las cavidades subsuperficiales:
C: Representación esquemática de las divisiones estratigráficas de la meseta norte:
Figura 2. Datos del radar SHARADA: imagen de corte original de SHARAD:
B: Corte de imagen interpretado en el que se resaltan diferentes capas internas (se analizan datos constantes dieléctricos):
Figura 3. Datos estadísticos para el análisis de cálculos de la constante dieléctrica relativa de las muestras .
A: promediado sobre toda la llanura de la meseta norte:
B: en la llanura central de la meseta norte:
C: Diagrama generalizado de basalto-yeso-hielo para la meseta norte:
Figura 4. Modelo de computadora de la estructura de las cavidades de la meseta norte a una profundidad de más de 1,500 metros (color azul - hielo, líneas naranjas - arena).Se puede ver que en la parte central debajo de la superficie de los depósitos de hielo son muy extensos:
Figura 5. Análisis de una de las muestras cortadas de cavidades subsuperficiales de la meseta norte.A: muestra cortada con salientes empinadas y dunas en el interior (flechas negras):
C: Área verde en aumento (flechas azules - capas de arena, verde - cavidades con hielo):
D: sección púrpura en aumento (flechas azules - capas de arena, verde - cavidades con hielo):
B: Perfil topográfico de la sección estudiada:
Por lo tanto, al seguir estudiando y analizando aproximadamente 3.000 muestras diferentes similares a las descritas anteriormente, se descubrieron capas subterráneas de arena y hielo que contenían hasta un 90% de agua (del 62% al 88%), y estas son capas de hielo antiguas que sobrevivieron debajo de la superficie de Marte y esperando su estudio adicional.
Para organizar la producción de agua en Marte, es muy importante comprender cuáles eran sus reservas disponibles en el planeta a escala global, y qué parte de ella podría conservarse en sus regiones polares y cuánto volumen está disponible para extracción.
Resulta que el volumen total de agua en estos depósitos subterráneos polares milenarios es igual al volumen de agua contenido en los glaciares y las capas de hielo subyacentes en las latitudes más bajas de Marte, así como estos depósitos entre ellos de aproximadamente la misma edad.
Pero el agua es vida, por lo tanto, es importante entender qué volúmenes de agua en el planeta estaban disponibles hace millones de años en comparación con la cantidad de agua que fue capturada y "escondida" debajo de los polos, porque incluso si en Marte había todas las condiciones adecuadas para la vida, pero la mayor parte de su agua estaba bloqueada en los polos, entonces su volumen en el ecuador probablemente no era suficiente para el desarrollo completo de los organismos vivos.