Durante años, los satélites que orbitan Marte han descubierto misteriosas estructuras geológicas con forma de araña. Las arañas marcianas, conocidas científicamente como terreno araneiforme, son formaciones geológicas únicas que se encuentran predominantemente en el hemisferio sur de Marte. Aparecen como canales ramificados con forma de araña grabados en la superficie marciana, a veces de más de un kilómetro de longitud. Ahora, los investigadores de la NASA han logrado recrear estas estructuras en un laboratorio por primera vez, demostrando cómo se forman en el proceso.
Arañas en Marte
Desde el principio, los científicos tenían una fuerte sospecha de que estas “arañas” estaban relacionadas con el hielo de carbono. Marte puede ser un mundo helado y estéril, pero su superficie está lejos de ser estática. Cuando las temperaturas bajan durante el invierno marciano, una parte significativa de la atmósfera de dióxido de carbono del planeta se congela, cubriendo la superficie con escarcha. Cuando llega la primavera, este hielo se sublima (pasa de sólido a gas), dando lugar a una variedad de características inusuales y misteriosas que no tienen equivalentes en la Tierra.
Entre ellas se encuentran manchas oscuras, estructuras con forma de araña y abanicos orientados, conocidos colectivamente como el “zoológico Kieffer”. Estas características han despertado la curiosidad de los científicos durante décadas, especialmente porque no se ha realizado ninguna observación directa in situ en Marte para investigarlas de cerca. Ahora, los investigadores de la NASA han decidido ver si pueden recrear las estructuras en experimentos aquí en la Tierra.
“Las arañas son características geológicas extrañas y hermosas por derecho propio”, dijo Lauren McKeown del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. “Estos experimentos ayudarán a ajustar nuestros modelos sobre cómo se forman”.
El primer modelo para estas estructuras propuesto hace dos décadas plantea la hipótesis de que la sublimación estacional del hielo de CO2 es la fuerza impulsora detrás de la actividad superficial primaveral de Marte. La luz del sol penetra el hielo translúcido, calentando el regolito subyacente (una capa de material suelto en la superficie), lo que conduce a la sublimación debajo de la placa de hielo. El gas atrapado eventualmente acumula presión, lo que hace que el hielo se agriete, liberando chorros de gas y polvo a alta velocidad. Estos chorros crean formaciones únicas, como “arañas”, y crean las manchas y abanicos visibles en la superficie de Marte.
Recreando Marte en la Tierra
La parte más difícil de estos experimentos fue recrear las condiciones en Marte. Primero, se necesitan temperaturas extremadamente bajas de -185 °C. Luego, se necesitan bajas presiones, ya que Marte tiene una atmósfera muy delgada. McKeown y sus colegas lograron esto utilizando una cámara de prueba refrigerada por nitrógeno líquido en el JPL, el Dirty Under-vacuum Simulation Testbed for Icy Environments, o DUSTIE.
El equipo utilizó una sustancia que simulaba el suelo marciano y lo sumergió en nitrógeno líquido congelado. Luego lo colocaron dentro de DUSTIE y bombearon gas de dióxido de carbono en la cámara, que se condensó en el transcurso de 3 a 5 horas.
Al parecer, estas características similares a las de las arañas no siempre se forman, solo necesitan las condiciones adecuadas. Pero después de varias iteraciones, los investigadores encontraron el mecanismo subyacente y confirmaron el modelo.
Estas características se forman cuando la luz del sol penetra en las capas transparentes de hielo de dióxido de carbono que se acumulan durante el invierno marciano. A medida que el suelo oscuro subyacente absorbe la luz del sol, se calienta y hace que la capa inferior del hielo se sublime. El gas atrapado aumenta la presión debajo del hielo hasta que agrieta la superficie, liberando columnas de gas y polvo. Este proceso excava los intrincados y delgados canales que se asemejan a las patas de una araña, lo que los convierte en un aspecto distintivo de la geología marciana vinculada a los ciclos estacionales de dióxido de carbono del planeta.
La liberación de gas es lo que crea las características distintivas de la superficie la mayor parte del tiempo. Sin embargo, en el laboratorio, el equipo descubrió que algunas de estas grietas parecían formarse debido a tensiones térmicas en lugar de erosión por gas. Esto sugiere que múltiples procesos pueden contribuir a la formación de arañas en Marte, e incluso pueden registrar cambios climáticos pasados en la historia marciana. Además, estas características no siempre parecen patas de araña.
Cada característica dependía de variaciones sutiles en la liberación de gas y el espesor del hielo. Por ejemplo, se formaron manchas oscuras donde el gas CO2 atravesó la capa de hielo y expulsó polvo. Mientras tanto, halos brillantes rodeaban estas manchas, probablemente causados por la deposición de escarcha de las columnas de gas.
Todavía hay algunas preguntas para las que no tenemos respuesta. Por ejemplo, ¿por qué estas formas no parecen hacerse más grandes y por qué no aparecen en todas partes? Las respuestas podrían ser importantes: podrían ser una reliquia restante de hace mucho tiempo, cuando el clima de Marte se veía muy diferente. Si este es el caso, las arañas marcianas podrían proporcionar una ventana al pasado geológico del planeta.
Los resultados se han publicado en The Planetary Science Journal.
Fuente: ZME Science.
