Resuelven el misterio detrás de las enigmáticas ‘arañas’ sobre Marte

By 24/03/2021 Portal

Al escudriñar la superficie marciana, la tecnología humana se topó con una suerte de ‘arañas’ sobre el Polo Sur del Planeta Rojo. ¿Qué eran aquellas extrañas depresiones oscuras y fractales que no tienen ningún tipo de réplica ni en la Tierra ni en ningún otro planeta del Sistema Solar? Los científicos tenían varias teorías, pero la más probable era conocida como hipótesis de Kieffer: según esta idea, esas hendiduras se habrían formado por la sublimación del dióxido de carbono (CO2) congelado. Pero nunca se ha podido probar empíricamente. Hasta ahora.

Según un nuevo estudio publicado en la revista ‘Scientific Reports’, el proceso, que hasta ahora solo se enmarcaba en un contexto teórico, se ha replicado en un laboratorio. «Esta investigación presenta el primer conjunto de pruebas empíricas de un proceso de superficie que se cree modifica el paisaje polar en Marte -explica Lauren McKeown, científica planetaria anteriormente del Trinity College (Irlanda) y que ahora ejerce su profesión en la Open University (Reino Unido)-. Los experimentos muestran directamente que los patrones de araña que observamos desde la órbita pueden ser tallados por la conversión directa de hielo seco de sólido a gas».

Marte posee algunas semejanzas con la Tierra, pero también importantes diferencias. Por ejemplo, su inclinación del eje de rotación es parecido al nuestro, por lo que sus estaciones son similares: es decir, se producen significativas caídas de la temperatura en otoño e invierno y aumentos del calor en primavera y verano. Pero, por otro lado, la atmósfera marciana es muy distinta a la terrestre, ya que es mucho más delgada y está compuesta en su mayoría (alrededor de un 95%) de dióxido de carbono (la nuestra tiene principalmente nitrógeno y oxígeno). Además, Marte está mucho más lejos del Sol, por lo que allí hace más frío. Todas estas circunstancias provocan que el dióxido de carbono de la atmósfera se congele en el suelo, particularmente en latitudes más altas.

La hipótesis de Kieffer
En 2006 y 2007 , el geofísico Hugh Kieffer propuso que durante la primavera marciana, el dióxido de carbono congelado se sublima (es decir, pasa de hielo directamente a gas, sin pasar por el estado líquido), quedando atrapado bajo las losas translúcidas de hielo superficial. Pero, a medida que el gas se calienta y se expande, la presión aumenta hasta que el hielo se agrieta, creando una ventilación para que escape el gas. Mientras fluye hacia el respiradero, el gas crea un sistema de canales en forma de araña en la superficie marciana. Además del gas, también arrastra material del suelo, que recorre los canales, erosionando a su paso la superficie. Cuando la losa de hielo se derrite, queda dibujado este entramado araneiforme.

Según señaló Kieffer, este proceso no se parece a nada que ocurra en la Tierra y solo se ha visto a través de satélites sobre Marte. Es por eso que McKeown y su equipo diseñaron un experimento para replicar el proceso en un entorno de laboratorio. Para ello se fijaron en algo que sí ocurre con frecuencia en nuestras cocinas, llamado el efecto Leidenfrost: si se coloca una gota de agua en una superficie mucho más caliente que el punto de vaporización del agua -como ocurre en una sartén-, la gota ‘levitará’ o se pondrá a ‘bailar’ de la misma manera que le pasa, por ejemplo, al mercurio.

En concreto, el equipo recreó en una cámara especial con presión reducida, como la atmósfera de Marte. Después, colocó una placa de hielo de CO2 con un solo agujero perforado en una superficie cubierta de pequeños granos de vidrio que simulaban el material sobre la superficie o regolito marciano. Cuando el hielo tocó la superficie, comenzó a sublimarse, visto en forma de gas que escapaba por el agujero. Una vez que el equipo levantó el hielo, encontraron un sistema fractal en forma de araña de canales tallados en la arena de vidrio donde el gas había fluido a través de ella para escapar por el agujero.

Patrón resultante

McKeown et al., Sci Rep, 2021
De hecho, el proceso fue tan potente que arrojó material por toda la cámara, lo que sugiere que las tasas de sublimación en Marte pueden ser un orden de magnitud más altas que las de la Tierra.

El equipo repitió el experimento con granos de diferentes tamaños para observar cómo las diferentes texturas de regolito afectan el resultado. Descubrieron que, cuanto más fino era el tamaño del grano, más ramificado era el patrón. Los resultados sugieren que los procesos geomórficos en Marte todavía tienen algunos secretos escondidos y apuntan a que la sublimación de dióxido de carbono en Marte puede ser también una explicación válida para otras extrañas formaciones de las que aún no se sabe su origen.