Se cree que los flujos estacionales en las laderas marcianas cálidas (también llamados líneas de pendiente recurrentes , líneas de pendiente recurrentes y RSL ) [1] [2] son flujos de agua salada que ocurren durante los meses más cálidos en Marte o, alternativamente, granos secos que "fluyen" cuesta abajo. de al menos 27 grados.
Los flujos son estrechos (0,5 a 5 metros) y exhiben marcas relativamente oscuras en pendientes pronunciadas (25° a 40°) , aparecen y crecen gradualmente durante las estaciones cálidas y se desvanecen en las estaciones frías. Se han propuesto salmueras líquidas cerca de la superficie para explicar esta actividad, [3] o interacciones entre sulfatos y sales de cloro que interactúan debajo para producir deslizamientos de tierra. [4]
Las investigaciones indican que en el pasado hubo agua líquida fluyendo sobre la superficie de Marte , [5] [6] [7] creando grandes áreas similares a los océanos de la Tierra. [8] [9] [10] [11] Sin embargo, la pregunta sigue siendo dónde se ha ido el agua. [12]
El Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) es una nave espacial multipropósito lanzada en 2005 diseñada para realizar reconocimiento y exploración de Marte desde órbita. [13] La nave espacial está gestionada por el Jet Propulsion Laboratory (JPL). [14] La cámara HiRISE a bordo del MRO está a la vanguardia de los estudios RSL en curso, ya que ayuda a trazar las características con imágenes de sitios monitoreados de cerca que generalmente se toman cada pocas semanas. [15] El orbitador Mars Odyssey de 2001 ha estado utilizando espectrómetros y una cámara termográfica durante más de 16 años para detectar evidencia de agua y hielo pasados o presentes . [16] [17] No ha detectado ninguno en el RSL. [16] El 5 de octubre de 2015, se informó de una posible RSL en el monte Sharp, cerca del rover Curiosity . [2]
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Las propiedades distintivas de las líneas de pendiente recurrentes (RSL) incluyen un crecimiento incremental lento, formación en laderas cálidas en estaciones cálidas y desvanecimiento y recurrencia anual, [18] que muestra una fuerte correlación con el calentamiento solar. [18] Los RSL se extienden cuesta abajo desde afloramientos de lecho rocoso, a menudo siguiendo pequeños barrancos de aproximadamente 0,5 a 5 metros (1 pie 8 a 16 pies 5 pulgadas) de ancho, con longitudes de hasta cientos de metros, y algunas de las ubicaciones muestran más de 1000 individuos. fluye. [19] [20] Las tasas de avance de RSL son más altas al comienzo de cada temporada, seguidas de un alargamiento mucho más lento. [21] Los RSL aparecen y se alargan a finales de la primavera y el verano del sur, desde latitudes de 48°S a 32°S que favorecen las pendientes orientadas al ecuador, que son épocas y lugares con temperaturas superficiales máximas de -23 °C a 27 °C . Las RSL activas también ocurren en regiones ecuatoriales (0–15°S), más comúnmente en las depresiones de Valles Marineris . [21] [22]
Los investigadores examinaron las pendientes marcadas por el flujo con el CRISM del Mars Reconnaissance Orbiter y, aunque no hay evidencia espectrográfica de agua real, [19] el instrumento ha fotografiado directamente sales de perclorato que se cree que están disueltas en salmueras en el subsuelo. [3] Esto puede indicar que el agua se evapora rápidamente al llegar a la superficie, dejando solo las sales. La causa del oscurecimiento y aclaramiento de la superficie no se comprende bien: un flujo iniciado por agua salada (salmuera) podría reorganizar los granos o cambiar la rugosidad de la superficie de una manera que oscurece la apariencia, pero la forma en que las características vuelven a brillar cuando las temperaturas bajan es más difícil de explicar. . [14] [23] Sin embargo, en noviembre de 2018, se anunció que CRISM había fabricado algunos píxeles adicionales que representan los minerales alunita, kieserita, serpentina y perclorato. [24] [25] El equipo del instrumento descubrió que algunos falsos positivos fueron causados por un paso de filtrado cuando el detector cambia de un área de alta luminosidad a sombras. [24] Según se informa, el 0,05 % de los píxeles indicaban perclorato, lo que ahora se sabe que es una estimación alta falsa realizada por este instrumento. [24] El reducido contenido de sales en las laderas reduce las posibilidades de presencia de salmueras. [25]
Se han propuesto varias hipótesis diferentes para la formación de RSL. La estacionalidad, la distribución de latitud y los cambios de brillo indican claramente que se trata de un material volátil , como agua o CO líquido.
2-esta involucrado. Una hipótesis es que el RSL podría formarse por el rápido calentamiento de las heladas nocturnas [18] de acuerdo con los resultados experimentales. [26] Otro propone flujos de dióxido de carbono, pero los entornos en los que se producen los flujos son demasiado cálidos para las heladas de dióxido de carbono ( CO
2), y en algunos sitios hace demasiado frío para tener agua pura. [18] Otras hipótesis incluyen flujos granulares secos, pero ningún proceso completamente seco puede explicar los flujos estacionales que crecen progresivamente a lo largo de semanas y meses. [21] Las avalanchas de cornisas son otra hipótesis. La idea es que el viento acumula nieve o escarcha justo después de la cima de una montaña y luego se convierte en una avalancha cuando se calienta. El derretimiento estacional del hielo poco profundo explicaría las observaciones del RSL, pero sería difícil reponer dicho hielo anualmente. [21] Sin embargo, a partir de 2015, las observaciones directas de la deposición estacional de sales solubles sugieren fuertemente que RSL involucra salmuera (sales hidratadas). [3]
La hipótesis principal implica el flujo de salmueras (agua muy salada). [3] [19] [20] [27] [28] [29] Los depósitos de sal en gran parte de Marte indican que la salmuera era abundante en el pasado de Marte. [14] [23] La salinidad reduce el punto de congelación del agua para mantener un flujo de líquido. A las temperaturas observadas, se congelaría menos agua salada. [14] Los datos infrarrojos térmicos del Sistema de Imágenes por Emisión Térmica (THEMIS) a bordo del orbitador Mars Odyssey de 2001 han permitido limitar las condiciones de temperatura bajo las cuales se forma RSL. Si bien una pequeña cantidad de RSL son visibles a temperaturas superiores al punto de congelación del agua, la mayoría no lo son y muchos aparecen a temperaturas tan bajas como -43 °C (230 K). Algunos científicos piensan que en estas condiciones frías, una salmuera de sulfato de hierro (III) (Fe 2 (SO 4 ) 3 ) o cloruro de calcio ( CaCl
2) es el modo más probable de formación de RSL. [30] Otro equipo de científicos, utilizando el instrumento CRISM a bordo de MRO, informó que la evidencia de sales hidratadas es más consistente con las características de absorción espectral del perclorato de magnesio (Mg(ClO 4 ) 2 ), cloruro de magnesio (MgCl 2 (H 2 O) x ) y perclorato de sodio ( NaClO
4). [3] [29]
Los experimentos y cálculos demostraron que las líneas de pendiente recurrentes podrían producirse mediante la delicuescencia y rehidratación de cloruros hidratados y sales de oxicloro. Sin embargo, en las actuales condiciones atmosféricas marcianas no hay suficiente agua para completar este proceso. [31]
Estas observaciones son lo más cerca que han estado los científicos de encontrar evidencia de agua líquida en la superficie del planeta en la actualidad. [14] [23] Sin embargo, se ha detectado agua congelada cerca de la superficie en muchas regiones de latitudes medias y altas. Supuestas gotas de salmuera también aparecieron en los puntales del Phoenix Mars Lander en 2008. [32]
Los flujos de salmuera líquida cerca de la superficie podrían explicar esta actividad, pero no se comprende la fuente exacta del agua ni el mecanismo detrás de su movimiento. [33] [34] Una hipótesis propone que el agua necesaria podría originarse en las oscilaciones estacionales del agua adsorbida cerca de la superficie proporcionada por la atmósfera ; Los percloratos y otras sales que se sabe que están presentes en la superficie son capaces de atraer y retener moléculas de agua del entorno circundante ( sales higroscópicas ), [21] pero la sequedad del aire marciano es un desafío. El vapor de agua debe quedar atrapado de manera eficiente en áreas muy pequeñas, y la variación estacional en la abundancia de la columna atmosférica de vapor de agua no coincide con la actividad RSL en ubicaciones activas. [18] [21]
Es posible que exista agua subterránea más profunda y que pueda alcanzar la superficie en manantiales o filtraciones, [35] [36] pero esto no puede explicar la amplia distribución del RSL, que se extiende desde las cimas de las crestas y picos. [21] Además, hay RSL aparente en dunas ecuatoriales compuestas de arena permeable, que es poco probable que sea una fuente de agua subterránea. [21]
Un análisis de los datos cercanos al subsuelo del espectrómetro de neutrones Mars Odyssey reveló que los sitios RSL no contienen más agua que la encontrada en cualquier otro lugar en latitudes similares. Los autores concluyeron que los RSL no provienen de grandes acuíferos salinos cercanos a la superficie. Con estos datos todavía es posible que el vapor de agua provenga de hielo profundamente enterrado, de la atmósfera o de pequeños acuíferos profundamente enterrados. [dieciséis]
El flujo granular seco fue propuesto desde las primeras observaciones de RSL, pero esta interpretación fue descartada debido a la estacionalidad del proceso. La primera propuesta de un desencadenamiento estacional en un contexto seco se publicó en marzo de 2017 utilizando un efecto de bomba Knudsen. [37] Los autores demostraron que las RSL se detuvieron en un ángulo de 28° en el cráter Garni, de acuerdo con una avalancha granular seca. Además, los autores señalaron varias limitaciones de la hipótesis húmeda, como el hecho de que la detección de agua era sólo indirecta (detección de sal pero no de agua). Esta teoría hizo retroceder la teoría del flujo seco. La investigación publicada en noviembre de 2017 concluye que las observaciones se explican mejor mediante procesos de flujo seco, [38] [39] [40] y señala que no existe evidencia espectrográfica real de agua. [39] [19] Su investigación muestra que los RSL existen solo en pendientes de más de 27 grados, suficiente para que los granos secos desciendan como lo hacen en las caras de dunas activas. [38] Los RSL no fluyen en pendientes de menos de 27 grados, lo que es inconsistente con los modelos para el agua. [39] Un informe de 2016 también arrojó dudas sobre posibles fuentes de agua subterránea en los sitios RSL, [41] pero el nuevo artículo de investigación reconoció que las sales hidratadas podrían extraer algo de humedad de la atmósfera y que podrían producirse cambios estacionales en la hidratación de los granos que contienen sal. en algún mecanismo desencadenante de los flujos de granos RSL, como la expansión, contracción o liberación de algo de agua, que cambiaría la cohesión de los granos y provocaría que caigan o "fluyan" cuesta abajo. [38] Además, los datos del espectrómetro de neutrones del orbitador Mars Odyssey obtenidos durante una década, se publicaron en diciembre de 2017 y no muestran evidencia de agua (regolito hidrogenado) en los sitios activos, por lo que sus autores también apoyan las hipótesis de corto plazo. delicuescencia de vapor de agua atmosférico vivido, o flujos granulares secos. Sin embargo, la huella de este instrumento (~100 km) es mucho mayor que la de los RSL (~100 m). [dieciséis]
Estas características se forman en las laderas orientadas al sol en épocas del año cuando las temperaturas locales superan el punto de fusión del hielo. Las vetas crecen en primavera, se ensanchan a finales del verano y luego desaparecen en otoño. Dado que estas características podrían involucrar agua de alguna forma, y aunque esta agua aún podría ser demasiado fría o demasiado salada para la vida, las áreas correspondientes actualmente se tratan como potencialmente habitables. Por lo tanto, en las recomendaciones de protección planetaria se clasifican como "regiones inciertas, que deben tratarse como regiones especiales " (es decir, una región de la superficie de Marte donde la vida en la Tierra podría potencialmente sobrevivir). [42]
Si bien la hipótesis de los flujos húmedos ha perdido algo de terreno desde 2015, [24] [25] [38] [39] estas regiones todavía se encuentran entre los sitios candidatos más favorecidos para albergar bacterias terrestres traídas por módulos de aterrizaje contaminados. Algunas líneas de pendiente recurrentes están al alcance del rover Curiosity , pero las reglas de protección planetaria han impedido una exploración cercana por parte del rover. [2] [43] Esto ha llevado a cierto debate sobre si estas reglas deberían flexibilizarse. [44] [45]
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