Según estudio de isótopos, la habitabilidad de Marte está limitada por su pequeño tamaño

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El agua es esencial para la vida en la Tierra y otros planetas, y los científicos han encontrado amplia evidencia de agua en la historia temprana de Marte. (Imagen: vía NASA Earth Observatory / Joshua Stevens; Servicio Nacional de Satélites, Datos e Información Ambiental de la NOAA; NASA / JPL-Caltech / USGS; Diseño gráfico por Sean Garcia / Washington University)

Por Troy Oakes

La habitabilidad del planeta Marte pareciera estar limitada porque es demasiado pequeño para retener grandes cantidades de agua, sugiere una nueva investigación, en este caso realizada por la Universidad de Washington en St. Louis.

El agua es esencial para la vida en la Tierra y otros planetas, y los científicos han encontrado amplia evidencia de agua en la historia temprana de Marte. Pero Marte no tiene agua líquida en su superficie hoy en día.

Los estudios y análisis de teledetección de meteoritos marcianos que datan de la década de 1980 postulan que Marte fue una vez rico en agua, en comparación con la Tierra.

La nave espacial Orbital Viking de la NASA, y, más recientemente, los rovers Curiosity y Perseverance en tierra, devolvieron imágenes dramáticas de paisajes marcianos marcados por valles fluviales y canales de inundación.

Kun Wang, assistant professor of earth and planetary sciences in Arts & Sciences and senior author of the study about habitability on Mars.
Kun Wang, profesor asistente de ciencias terrestres y planetarias en Artes y Ciencias y autor principal del estudio. (Imagen: a través de la Universidad de Washington)

A pesar de esta evidencia, no queda agua líquida en la superficie.

Los investigadores propusieron muchas explicaciones posibles, incluido un debilitamiento del campo magnético de Marte que podría haber resultado en la pérdida de una atmósfera espesa.

Aún así un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences sugiere una razón más fundamental por la que el Marte de hoy se ve tan drásticamente diferente del “mármol azul” de la Tierra.

Kun Wang, profesor asistente de ciencias de la tierra y planetarias en Artes y Ciencias y autor principal del estudio, dijo:

“El destino de Marte se decidió desde el principio. Es probable que haya un umbral en los requisitos de tamaño de los planeta rocosos para retener suficiente agua para permitir la habilidad y la tectónica de placas, con una masa superior a la de Marte”.

Potasio para medir el agua

Para el nuevo estudio, Wang y sus colaboradores utilizaron isótopos estables del elemento potasio (K) para estimar la presencia, distribución y abundancia de elementos volátiles en diferentes cuerpos planetarios.

El potasio es un elemento moderadamente volátil, pero los científicos decidieron usarlo como una especie de trazador de elementos y compuestos más volátiles, como el agua.

Este es un método relativamente nuevo que diverge de los intentos anteriores de usar potasio a torio (Th) proporciones recopiladas por teledetección y análisis químico para determinar la cantidad de volátiles que alguna vez tuvo Marte.

El primer autor Zhen Tian mide una muestra en el laboratorio Wang de la Universidad de Washington. (Imagen: vía Sean García)

Medición de isótopos de meteoritos en Marte

En investigaciones anteriores, los miembros del grupo de investigación utilizaron un método trazador de potasio, como nombramos anteriormente, para estudiar la formación de la luna.

Wang y su equipo midieron las composiciones de isótopos de potasio de 20 meteoritos marcianos previamente confirmados, seleccionados para ser representativos de la composición de silicatos a granel del planeta rojo.

Usando este enfoque, los investigadores determinaron que Marte perdió más potasio y otros volátiles que la Tierra durante su formación, pero retuvo más de estos volátiles que la Luna y el asteroide 4-Vesta, dos cuerpos mucho más pequeños y secos que la Tierra y Marte.

Los investigadores encontraron una correlación bien definida entre el tamaño corporal y la composición isotópica de potasio.

Katharina Lodders, profesora de investigación de ciencias de la tierra y planetarias, coautora del estudio, dijo:

“La razón de abundancias mucho más bajas de elementos volátiles y sus compuestos en planetas diferenciados en comparación a meteoritos primitivos indiferenciados, ha sido la pregunta de larga data. El hallazgo de la correlación de las composiciones isotópicas K con la gravedad de los planetas es un descubrimiento novedoso con importantes implicaciones cuantitativas, sobre cuándo, y cómo los planetas diferenciados recibieron y perdieron sus volátiles”.

Wang agregó:

“Los meteoritos marcianos son las únicas muestras disponibles para estudiar la composición química de Marte a granel.

Tales meteoritos tienen edades que varían de varios cientos de millones a 4 mil millones de años y registraron la volátil historia de evolución de Marte.

A partir de la medición de los Isotopos de elementos moderadamente volátiles como el Potasio, podemos inferir el grado de agotamiento volátil de los planetas y hacer comparaciones entre los diferentes cuerpos del sistema solar.

Es indiscutible que solía haber agua líquida en la superficie de Marte, pero la cantidad de agua en el total que alguna vez tuvo Marte es difícil de cuantificar, solo es posible hacerlo a través de la teledetección y los estudios de Rover.

Hay muchos modelos por ahí para el contenido de agua a granel de Marte, en algunos de ellos, el Marte primitivo era incluso más húmedo que la Tierra. No creemos que ese fuera el caso”.

Estudio de vida en otros planetas

Zhen Tian, un estudiante graduado en el laboratorio de Wang y un McDonnell International Academy Scholar, es el primer autor del artículo.

El investigador asociado postdoctoral Piers Koefoed es coautor, al igual que Hannah Bloom, quien se graduó de la Universidad de Washington en 2020. Wang y Lodders son profesores del Centro McDonnell Center for the Space Sciences (McDonnell para las Ciencias Espaciales) de la universidad.

Mason Neuman pesa material de meteorito en el laboratorio Wang de la Universidad de Washington. (Imagen: a través de Sean García)

Los hallazgos tienen implicaciones para la búsqueda de vida en otros planetas además de Marte, anotaron los investigadores.

Estar demasiado cerca del sol (o, para los exoplanetas, estar demasiado cerca de su estrella) puede afectar la cantidad de volátiles que un cuerpo planetario puede retener.

Esta medición de la distancia de las estrellas a menudo se tiene en cuenta en los índices de “zonas habitables” alrededor de las estrellas.

Klaus Mezger, del Centro para el Espacio y la Habitabilidad de la Universidad de Berna, Suiza, coautor del estudio, dijo:

“Este estudio enfatiza que hay un rango de tamaño muy limitado para que los planetas tengan suficiente pero no demasiada agua para desarrollar un entorno superficial habitable.

Estos resultados guiarán a los astrónomos en su búsqueda de exoplanetas habitables en otros sistemas solares”.

Wang ahora piensa que, para los planetas que se encuentran dentro de zonas habitables, el tamaño planetario probablemente debería enfatizarse más y considerarse rutinariamente al pensar si un exoplaneta podría soportar la vida.

Dijo Wang:

“El tamaño de un exoplaneta es uno de los parámetros más fácil de determinar. Nos basamos en el tamaño y la masa, ahora sabemos un exoplaneta es un candidato para la vida, porque un factor determinante de primer orden es el tamaño”. 

 

Proporcionado por: Washington University 

 

Troy Oakes
Troy nació y creció en Australia y siempre ha querido saber por qué y
cómo funcionan las cosas, lo que lo llevó a su amor por la ciencia.
Como fotógrafo profesional disfruta fotografiando los bellos paisajes de Australia.
También es un cazador de tormentas profesional;
actualmente vive en Hervey Bay, Australia.
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