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La Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) acaba de hacer un descubrimiento emocionante: la atmósfera de Marte emana vapor de agua. Es la primera vez que su orbitador ExoMars detecta un nuevo gas, el cloruro de hidrógeno. La nave espacial también está proporcionando nueva información sobre cómo Marte está perdiendo su agua.
La sal marina incrustada en la polvorienta superficie de Marte y lanzada a la atmósfera del planeta ha llevado al descubrimiento de cloruro de hidrógeno, ha informado la propia ESA en un comunicado.
Una misión importante en la exploración de Marte es buscar gases atmosféricos vinculados a la actividad biológica o geológica, así como comprender el inventario de agua pasado y presente del planeta, para determinar si Marte podría haber sido habitable alguna vez y si algún depósito de agua podría ser accesible para exploración humana futura. Dos nuevos resultados del equipo de ExoMars publicados hoy en ‘Science Advances’ revelan una clase de química completamente nueva.
“Hemos descubierto el cloruro de hidrógeno por primera vez en Marte. Esta es la primera detección de un gas halógeno en la atmósfera de Marte y representa un nuevo ciclo químico para comprender”, dice Kevin Olsen de la Universidad de Oxford, Reino Unido, uno de los científicos principales del descubrimiento.
El gas cloruro de hidrógeno, o HCl, comprende un átomo de hidrógeno y cloro. Los científicos de Marte siempre estuvieron atentos a los gases a base de cloro o azufre porque son posibles indicadores de la actividad volcánica. Pero la naturaleza de las observaciones del cloruro de hidrógeno, el hecho de que se detectó en lugares muy distantes al mismo tiempo y la falta de otros gases que se esperarían de la actividad volcánica, apunta a una fuente diferente. Es decir, el descubrimiento sugiere una interacción superficie-atmósfera completamente nueva impulsada por las estaciones de polvo en Marte que no se había explorado previamente.
En un proceso muy similar al visto en la Tierra, las sales en forma de cloruro de sodio, remanentes de océanos evaporados e incrustadas en la superficie polvorienta de Marte, son elevadas a la atmósfera por los vientos. La luz solar calienta la atmósfera y hace que se eleve el polvo, junto con el vapor de agua liberado por los casquetes polares. El polvo salado reacciona con el agua atmosférica para liberar cloro, que luego reacciona con moléculas que contienen hidrógeno para crear cloruro de hidrógeno, explica la ESA. Otras reacciones podrían hacer que el cloro o el polvo rico en ácido clorhídrico regresen a la superficie, tal vez como percloratos, una clase de sal hecha de oxígeno y cloro.
“Se necesita vapor de agua para liberar cloro y se necesitan los subproductos del agua, el hidrógeno, para formar cloruro de hidrógeno. El agua es fundamental en esta química”, dice Kevin. “También observamos una correlación con el polvo: vemos más cloruro de hidrógeno cuando aumenta la actividad del polvo, un proceso relacionado con el calentamiento estacional del hemisferio sur”.
El equipo vio por primera vez el gas durante la tormenta de polvo global en 2018, observando que aparecía simultáneamente en los hemisferios norte y sur, y fue testigo de su desaparición sorprendentemente rápida nuevamente al final del período polvoriento estacional.
Se necesitarán extensas pruebas de laboratorio y nuevas simulaciones atmosféricas globales para comprender mejor la interacción superficie-atmósfera basada en el cloro, junto con observaciones continuas en Marte para confirmar que el aumento y la caída del HCl son impulsados por el verano del hemisferio sur.
“El descubrimiento del primer gas nuevo en la atmósfera de Marte es un hito importante para la misión Trace Gas Orbiter”, dice Håkan Svedhem, científico del proyecto. “Esta es la primera clase nueva de gas descubierta desde la observación de metano por parte de Mars Express de la ESA en 2004".
Además de los nuevos gases, Trace Gas Orbiter está perfeccionando nuestra comprensión de cómo Marte perdió su agua, un proceso que también está relacionado con los cambios estacionales.
Alguna vez se pensó que el agua líquida fluyó a través de la superficie de Marte como se evidencia en los numerosos ejemplos de antiguos valles secos y canales de ríos. Hoy en día, está mayormente encerrado en los casquetes polares y enterrado bajo tierra. Marte todavía tiene fugas de agua hoy en día, en forma de hidrógeno y oxígeno que se escapan de la atmósfera.
Comprender la interacción de los posibles reservorios de agua y su comportamiento estacional y a largo plazo es clave para comprender la evolución del clima de Marte. Esto se puede hacer mediante el estudio del vapor de agua y el agua 'semipesada' (donde un átomo de hidrógeno se reemplaza por un átomo de deuterio, una forma de hidrógeno con un neutrón adicional).
“Con el Trace Gas Orbiter podemos observar la trayectoria de los isotopólogos del agua a medida que se elevan a la atmósfera con un nivel de detalle que antes no era posible. Las mediciones anteriores solo proporcionaron el promedio sobre la profundidad de toda la atmósfera. Es como si antes solo tuviéramos una vista 2D, ahora podemos explorar la atmósfera en 3D”, dice Ann Carine Vandaele, investigadora principal del instrumento Nadir and Occultation for MArs Discovery (NOMAD) que se utilizó para esta investigación.
Los datos de ExoMars recopilados entre abril de 2018 y abril de 2019 también mostraron tres instancias que aceleraron la pérdida de agua de la atmósfera: la tormenta de polvo global de 2018, una tormenta regional corta pero intensa en enero de 2019 y la liberación de agua de la capa de hielo del polo sur durante los meses de verano vinculado al cambio estacional. De particular interés es una columna de vapor de agua en aumento durante el verano austral que potencialmente inyectaría agua en la atmósfera superior de forma estacional y anual.
Las futuras observaciones coordinadas con otras naves espaciales, incluida la MAVEN de la NASA, que se centra en la atmósfera superior, proporcionarán información complementaria sobre la evolución del agua durante el año marciano, concluye la ESA.