Un grupo de paleontólogos de la NASA con la ayuda de un satélite en órbita casi marciana, pudieron determinar por qué este planeta se convirtió en un desierto sin vida. Los investigadores, después de establecer los volúmenes de la catástrofe perdidos bajo la influencia del viento solar, llegaron a la conclusión de que esto era suficiente para que el agua líquida desapareciera de la superficie de Marte.
Marte es uno de los planetas más cercanos a la Tierra. Este planeta es más cómodo para las personas que, muy probablemente, en el futuro podrán caminar sobre su superficie en trajes espaciales que Venus, cuya atmósfera cálida y densa ni siquiera puede soportar los vehículos de investigación. Además, de acuerdo con los resultados de una nueva investigación científica, los ríos fluían en el Planeta Rojo en el pasado y el aire estaba menos enrarecido. En particular, esto está indicado por las huellas de enormes olas que podrían haber causado la caída del asteroide y que fueron descubiertas recientemente.
Es posible que suficiente oxígeno y agua crearan un ambiente habitable. Algunos científicos sostienen que hace unos 3.5-2.5 mil millones de años, podría existir una biosfera en este planeta. Sin embargo, en la actualidad, Marte es un desierto desprovisto de agua. Según los paleontólogos, el Planeta Rojo perdió casi por completo su agua hace varias decenas de millones de años. Durante la existencia de dinosaurios en la Tierra en Marte, es muy posible que algunos lagos aún pudieran conservarse. La atmósfera del planeta está muy enrarecida, se compone principalmente de dióxido de carbono, por lo que no es capaz de proteger posibles microbios de las radiaciones ionizantes.
Los investigadores se han estado alimentando durante mucho tiempo para encontrar la respuesta a la pregunta de qué desencadenó una catástrofe global que convirtió al planeta rico en agua en un desierto polvoriento. Según los científicos, es extremadamente importante encontrar la respuesta, no es solo una curiosidad ociosa. Gracias a esto, será posible comprender el futuro de nuestro planeta, que, como creen algunos científicos, alguna vez se pareció al Planeta Rojo. Según los paleontólogos, la razón principal son los cambios bruscos en el clima global debido a la pérdida de la atmósfera y un campo electromagnético débil.
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En la actualidad, la atmósfera de Marte continúa disolviéndose en el espacio. Los científicos están estudiando este proceso, además de intentar reconstruir los cambios climáticos del pasado como parte del proyecto espacial Mars Scout de la NASA. Para observar la atmósfera del Planeta Rojo, se le envió el satélite MAVEN. El objetivo principal del programa es conocer el papel que jugó la pérdida de gases en convertir el planeta en un desierto.
Los investigadores determinaron la cantidad de pérdidas calculando la proporción de isótopos pesados y ligeros, en particular argón. El gas que escapa al espacio se lleva principalmente los núcleos ligeros de los átomos, por lo que predominan los núcleos pesados en la atmósfera de Marte. En la atmósfera de este planeta, especialistas de la NASA detectaron su mayor concentración en 2013. Gracias al satélite MAVEN, que se lanzó a la órbita de Marte en 2014, los científicos pudieron revelar con más detalle los procesos que tienen lugar en las capas superiores de la envoltura de gas del planeta.
Según los expertos, el mecanismo por el cual el argón vuela al espacio es bastante simple. Debido a la influencia del viento solar, los iones se aceleran, que chocan con los átomos de argón en la atmósfera superior, arrojándolos al espacio. Este proceso es el mismo para Ar36 y Ar38. Pero surgen diferencias. La razón de esto radica en el hecho de que el isótopo Ar36 es más ligero, por lo que penetra más rápido en la atmósfera superior. Como resultado, es él quien se encuentra en gran abundancia en el nivel exobase. Por encima de este nivel, las partículas pueden salir del planeta sin chocar entre sí. Por lo tanto, el isótopo Ar36 entra en el espacio mucho más rápido que el Ar38.
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Para determinar la concentración de isótopos en la atmósfera, los científicos utilizaron un espectrómetro de masas iónico y neutro construido en el Centro Espacial Goddard. El satélite MAVEN realizó mediciones a varias altitudes, en particular, a una altitud de unos 150 kilómetros de la superficie de Marte. Por lo tanto, los investigadores determinaron el nivel de la turbopausa y la ecobase. La turbopausa es la capa de la atmósfera ubicada por encima de la homosfera, en la que predomina la mezcla turbulenta de gases, y también bajo la heterosfera, donde predomina la difusión molecular.
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La altura de la turbopausa se determinó como sigue. Los científicos tomaron la relación N2 / Ar40 en la superficie de Marte obtenida con el rover Curiosity. Debido al hecho de que los gases se mezclan bien en la homoesfera, esta relación debería ser la misma hasta la turbopausa. El satélite midió esta relación muchas veces a varias altitudes, como resultado de lo cual se determinó una correlación: cuanto mayor, mayor es la relación entre nitrógeno y argón. Los investigadores solo tuvieron que transferir los resultados a las capas inferiores de la atmósfera, ya que el satélite no pudo llegar allí, hasta un valor de 1,25. La altitud a la que sucedió esto fue la turbopausa.
Después de determinar el nivel de la exobase y la turbopausa, los científicos dedujeron la proporción entre ellos de los isótopos de argón. Como sugirieron los investigadores, esta capa se enriqueció con Ar38. Esta relación se utilizó como base para calcular el volumen de pérdida de gas. Sin embargo, fue necesario tener en cuenta el hecho de que algunos de los isótopos podrían ingresar a la atmósfera debido a la actividad volcánica, la meteorización de las rocas y los impactos de asteroides. Por tanto, el valor final de la fracción de argón que fue al espacio en la cantidad total de gas presente en la atmósfera durante todo el período fue del 66 por ciento.
Los paleontólogos utilizaron los resultados para calcular las pérdidas aproximadas de otros gases. Por lo tanto, los científicos llegaron a la conclusión de que, como resultado de las colisiones con iones de la atmósfera, podría escapar alrededor del 10-20 por ciento del dióxido de carbono. La pérdida de oxígeno fue más catastrófica y las consecuencias dependieron de qué gas era la fuente de la pérdida de oxígeno. En el caso de que se trate de dióxido de carbono, la pérdida de dióxido de carbono es unas 30 veces superior a las estimaciones de los investigadores. Por tanto, la presión podría haber caído en más de una atmósfera. En el mismo caso, si el oxígeno estaba en la composición del vapor de agua, las pérdidas de agua eran grandes.
Los científicos señalan que la atmósfera primitiva del Planeta Rojo era lo suficientemente densa y contenía suficiente dióxido de carbono para que pudiera existir agua líquida en la superficie del planeta debido al efecto invernadero. Este estudio demuestra que Marte se ha convertido en un desierto como resultado de la pérdida de la mayor parte de la envoltura de gas. Y esto sin tener en cuenta el hecho de que hace millones de años el Sol podría haber estado más activo. Y esto, según los expertos, solo aumenta el volumen de la atmósfera que se expulsa al espacio.
