Los científicos se han puesto sus gorras de Sherlock Holmes para resolver un misterio que se ha estado ejecutando durante décadas: los orígenes de una gran extensión en capas de hielo de CO2 y hielo de agua en el polo sur de Marte, y su vínculo con el CO2 en la atmósfera marciana.
Uno hipótesis principal es que estas capas se empaquetaron una encima de la otra a medida que el eje de Marte se inclina hacia y desde el Sol, y los modelos de simulación publicados en un nuevo estudio respaldan esa idea.
La capa de hielo en cuestión tiene alrededor de un kilómetro (dos tercios de milla) de profundidad, y se cree que contiene la mayor cantidad de CO2 que hay en la totalidad de la atmósfera marciana actual, y una combinación de factores ha producido este patrón en capas inusual .
"Por lo general, cuando ejecuta un modelo, no espera que los resultados coincidan tan estrechamente con lo que observa". dice Peter Buhler, un científico planetario en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.
"Pero el grosor de las capas, según lo determinado por el modelo, coincide maravillosamente con las mediciones de radar de los satélites en órbita".
Lo que hace que la capa de hielo en el polo sur sea tan extraña es que realmente no debería estar allí: el hielo de agua es más estable térmicamente y más oscuro que el hielo de CO2, por lo que los científicos esperarían que el hielo de CO2 se desestabilice cuando queda atrapado debajo del hielo de agua.
Según el nuevo modelo, tres factores han impedido que eso suceda: la inclinación cambiante de Marte cuando orbita alrededor del Sol, las diferencias en la forma en que estos dos tipos de hielo reflejan la luz solar y el cambio en la presión atmosférica que ocurre cuando el hielo de CO2 se convierte en un gas.
Los 'bamboleos' de Marte en su acceso rotativo cambiarían la cantidad de luz solar que llega al polo sur, formando hielo de CO2 durante algunos períodos y sublimándolo (pasando de un sólido a un gas) durante otros períodos.
Durante los períodos de formación de hielo, el hielo de agua habría quedado atrapado junto al CO2. A medida que sucedía la sublimación, este hielo más estable se habría quedado atrás, formando las capas ahora presentes en el polo sur de Marte.
Con el paso del tiempo, el clima cambiante del Planeta Rojo ha significado que no se sublimó todo el hielo de CO2 cada vez, acumulando capas sucesivas de hielo de CO2 y hielo de agua. Los modelos muestran que este proceso cambia la presión atmosférica, de entre un cuarto y dos veces el nivel que es hoy, tal como lo predijeron Leighton y Murray en la década de 1960.
Esto ha estado sucediendo durante unos 510,000 años, sugieren los científicos, desde el último período de extrema luz solar solar, cuando todo el CO2 habría sido sublimado en la atmósfera marciana.
Tener más confianza en la historia detrás de la capa de hielo en el polo sur de Marte significa que los investigadores pueden potencialmente comprender más sobre la historia a largo plazo del planeta, mirando hacia atrás miles de millones de años.
"Nuestra determinación de la historia de los grandes cambios de presión de Marte es fundamental para comprender la evolución del clima de Marte, incluida la historia de la estabilidad y la habitabilidad del agua líquida cerca de la superficie de Marte". dice Buhler.
La investigación ha sido publicada en Astronomía de la naturaleza.