Muchas características de la superficie de Marte apuntan a la presencia de agua líquida en el pasado. Estos van desde el Valles Marineris , un sistema de cañones de 4000 km de largo y 7 km de profundidad, hasta las diminutas esférulas de hematita llamadas ' arándanos “. Estas características sugieren que el agua líquida jugó un papel vital en la configuración de Marte.
Algunos estudios muestran que estas características tienen orígenes volcánicos, pero una nuevo estudio de dos investigadores del Instituto Carl Sagan y el Laboratorio de Planetas Virtuales de la NASA vuelva a centrarse en el agua líquida. El modelo que idearon los dos dice que, si se cumplieran otras condiciones, las nubes cirros podrían haber proporcionado el aislamiento necesario para que fluya el agua líquida. Los dos investigadores, Ramses M. Ramirez y James F. Kasting, construyeron un modelo climático para probar su idea.
Cirros son nubes delgadas y tenues que aparecen regularmente en la Tierra. También se han visto en Júpiter, Saturno, Urano, posiblemente Neptuno y Marte. Los cirros en sí mismos no producen lluvia. Cualquier precipitación que produzcan, en forma de cristales de hielo, se evapora antes de llegar a la superficie. Los investigadores detrás de este estudio se centraron en las nubes cirros porque tienden a calentar el aire debajo de ellas en 10 grados centígrados.
Cirros sobre Poznan, Polonia. Imagen: Radomil, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/
Si una cantidad suficiente de Marte estuviera cubierta por nubes cirros, entonces la superficie estaría lo suficientemente caliente como para que fluyera agua líquida. En la Tierra, las nubes cirros cubren hasta el 25% de la Tierra y tienen un efecto de calentamiento mensurable. Permiten la entrada de la luz solar, pero absorben la radiación infrarroja saliente. Kasting y Ramírez intentaron mostrar cómo podría suceder lo mismo en Marte y cuánta cobertura de cirros sería necesaria.
Las propias nubes cirros no habrían creado todo el calor. Los impactos de cometas y asteroides habrían creado el calor, y una extensa capa de cirros habría atrapado ese calor en la atmósfera marciana.
Los dos investigadores llevaron a cabo un modelo, llamado modelo climático radiativo-convectivo de una sola columna. Luego probaron diferentes tamaños de cristales de hielo, la porción del cielo cubierta por nubes cirros y el grosor de esas nubes, para simular diferentes condiciones en Marte.
Un mosaico de colores de Candor Chasma (parte de Valles Marineris de Marte) basado en datos de Voyager 1 y Voyager 2. Crédito: NASA
Descubrieron que, en las circunstancias adecuadas, las nubes en la atmósfera marciana primitiva podrían durar de 4 a 5 veces más que en la Tierra. Esto favorece la idea de que las nubes cirros podrían haber mantenido a Marte lo suficientemente caliente como para que hubiera agua líquida. Sin embargo, también encontraron que entre el 75% y el 100% del planeta tendría que estar cubierto por cirros. Esa cantidad de nubosidad parece poco probable según los investigadores, y sugieren que el 50% sería más realista. Esta cifra es similar a la cobertura de nubes de la Tierra, incluidos todos los tipos de nubes, no solo los cirros.
A medida que ajustaban los parámetros de su modelo, encontraron que las nubes más gruesas y los tamaños de partículas más pequeños reducían el efecto de calentamiento de la capa de cirros. Esto dejó un conjunto muy delgado de parámetros en los que las nubes cirros podrían haber mantenido a Marte lo suficientemente caliente como para que hubiera agua líquida. Pero su modelado también mostró que hay una forma en que las nubes cirros podrían haber hecho el trabajo.
Si la temperatura de la superficie de la antigua marciana fuera inferior a 273 Kelvin, el valor utilizado en el modelo, entonces sería posible que las nubes cirros hicieran lo suyo. Y solo tendría que ser más bajo en 8 grados Kelvin para que eso suceda. En ocasiones, en el pasado de la Tierra, la temperatura de la superficie ha sido 7 grados Kelvin más baja. La pregunta es, ¿podría haber tenido Marte una temperatura similarmente más baja?
¿Entonces, dónde nos deja eso? Todavía no tenemos una respuesta definitiva. Es posible que las nubes cirros en Marte hayan ayudado a mantener el planeta lo suficientemente caliente como para que haya agua líquida. El modelado realizado por Ramirez y Kasting nos muestra qué parámetros fueron necesarios para que eso suceda.