El clima en la historia temprana de Marte fue gélido de forma predominante, pero la actividad volcánica favoreció la presencia de agua líquida, según indica la mineralogía del Planeta Rojo.
Marte está plagado de redes de valles, deltas y depósitos lacustres, lo que significa que debe haber tenido agua libremente fluyendo en algún momento, probablemente hace unos 4.000 millones de años. Pero los modelos climáticos del pasado profundo del planeta no han podido producir condiciones lo suficientemente cálidas como para permitir que haya agua líquida en la superficie.
"Hay personas que intentan modelar el antiguo clima de Marte usando el mismo tipo de modelos que usamos aquí en la Tierra, y están teniendo un momento muy difícil para hacerlo. Es difícil crear un Marte cálido y antiguo porque el Sol era mucho más débil entonces. Todo el sistema solar estaba más fresco", explica Briony Horgan, profesor asistente de ciencias terrestres, atmosféricas y planetarias en la Universidad de Purdue. "Si bien muchas personas están utilizando modelos climáticos, estamos llegando a esto desde una perspectiva única: ¿qué nos dice el registro volcánico de Marte?"
El vulcanismo fue abundante a lo largo de la historia temprana de Marte. Hay volcanes grandes y anchos en algunas de las regiones ampliamente estudiadas del planeta, pero se sabe menos acerca de una región de topografía baja y suave en las tierras altas del sur conocida como Sisyphi Planum. Aquí, hay más de 100 montículos de superficie plana conocidos como Sisyphi Montes, que podrían ser de origen volcánico.
"Ahora tenemos dos conjuntos de datos, minerales y morfología, que dicen que tuvo que haber hielo en Marte en algún momento"
Cuando los volcanes entran en erupción debajo de las capas de hielo y los glaciares en la Tierra, la combinación de calor y agua de deshielo crea montañas planas y de paredes empinadas llamadas "tuyas". Cuando las erupciones subglaciales no rompen la superficie del hielo, las partes superiores de los volcanes permanecen en forma de cono en lugar de volverse planas. La minerología producida durante estos eventos es única debido a la interacción entre la lava caliente y el agua de deshielo glacial frío.
Sheridan Ackiss, candidato a doctorado en Purdue y autor principal del artículo, usó imágenes de los espectrómetros de reconocimiento de imágenes compactos de la NASA para Marte (CRISM) para averiguar si la composición mineral de la región era consistente con el volcanismo subglacial.
CRISM detecta el rango visible y las longitudes de onda de luz más cortas, lo que ayuda a los operadores del instrumento a identificar una amplia gama de minerales en la superficie marciana. A longitudes de onda visibles, la forma en que se refleja la luz está fuertemente influenciada por el hierro, mientras que en las longitudes de onda infrarrojas, CRISM puede recoger características de carbonato, sulfato, hidroxilo y agua incorporadas en cristales minerales.
"Cada roca tiene una huella dactilar específica, y se puede identificar con reflejos de luz", dijo Ackiss.
Los hallazgos identifican tres combinaciones minerales distintas en la región, dominadas por yeso, sulfatos polihidratados y una mezcla de esmectita-zeolita y óxido de hierro, todas las cuales se han asociado con volcanes en ambientes glaciales.
"Ahora tenemos dos conjuntos de datos, minerales y morfología, que dicen que tuvo que haber hielo en Marte en algún momento", dijo Ackiss. "Y probablemente fue relativamente tarde en la historia de Marte".
El equipo de Ackiss espera que sus hallazgos puedan ser utilizados como un punto de referencia para otras regiones en Marte con una historia volcánica.
"Incluso si Marte fuera un páramo frío y helado, estas erupciones volcánicas que interactúan con las capas de hielo podrían haber creado un pequeño lugar feliz para que existan microbios", dijo Horgan. "Este es el tipo de lugar al que te gustaría ir para entender cómo la vida habría sobrevivido en Marte durante ese tiempo".
