diumenge, 18 de març de 2007

El casquet antàrtic de Mart consisteix en glaç aquós en un 90%

Areologia: Si bé Mart ja havia estat observat al telescopi per Galileo Galilei el 1609, el seu telescopi no li va poder permetre distingir cap tret identificatiu del disc rogenc. A mitjans del segle XVII ja fou possible distingir dos punts blanquinosos en els pols nord sud del planeta. A fnals del segle XVIII, William Herschell aconseguí de constatar amb el seu potent telescopi i successives observacions com les dimensions d'aquests casquets polars creixien i s'arronsaven al ritme de les estacions marcianes. Però no fou dins després de la revolució industrial de l'òptica que, el 1877, coincidint amb una oposició perihèlica (Mart i la Terra es troben en els respectius perihelis i la distància entre els dos planetes es fa mínima), Giovanni Schiaparelli (1835-1910) va poder fer un primer mapa de la superfície planetària. En els anys següents, entre estructures imaginades i dades sòlides, avançà el coneixement de Mart, no sempre fidedigne. En tot cas l'existència de dos casquets blanquinosos en les latituds polars, així com la seva extensió i recessió al llarg de les estacions marcianes, resultaven acceptades per tota la comunitat científica. Però eren aquests casquets polars, com suposaven Schiaparelli i Percival Lowell (1855-1916), masses gegantines d'aigua glaçada. En una obra de divulgació, titulada Is Mars habitable? (1907), Alfred Russell Wallace (1823-1913) assenyalava que la composició atmosfèrica i les temperatures plausibles de Mart descartaven la disponibilitat d'aigua líquida que alimentava les suposada civilització marciana preconitzada per Lowell i els seus més imprudents seguidors. Encara després, es va assenyalar que fins i tot els casquets polars contindrien potser més quantitat de diòxid de carboni glaçat (neu carbònica o glaç sec) que no pas glaç aquós. Cent anys després de la polèmica suscitada per Wallace (un nou vingut en l'astronomia), la Mars Express ha pogut estudiar el contingut d'aigua del casquet antàrtic de Mart, publicat en forma d'article a la revista Science. Hi ha aigua i molta més de la que ens pensàvem: el 90% del glaç dels casquets consisteix en glaç d'aigua.


El telescopi orbital Hubble veia així Mart el 26 de juny del 2001. El passat 8 de febrer del 2007 tingué lloc l'equinocci que posa fi a l'hivern austral (que es va iniciar el passat 8 d'agost del 2006)



El MARSIS



El "Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding" (MARSIS) és l'instrument que ha permès que la Mars Express registrés la mesura més fiable i precisa de la quantitat de glaç d'aigua (H2O(s)) present en el casquet polar antàrtic de Mart. Dotat d'una antena de 40 metres de llargada, el MARSIS permet la detecció d'aigua subterrània, fins a 5 km de fondària, tan sota els casquets com sota el sòl desprovist de glaç. L'antena emet radioones i en capta l'eco que arriba des de la superfície marciana: l'aigua líquida ofereix un senyal molt més fort que les roques o el glaç circundant. També és diferent el comportament del glaç d'aigua respecte del glaç carbònic i del material rocós que es troba immers en el casquet



L'instrument MARSIS entrà en funcionament el 4 de maig del 2005. Llavors era primavera a l'hemisferi austral. Entre el 8 d'agost del 2006 fins al 8 de febrer del 2007, la MARSIS ha pogut estudiar el casquet antàrtic en el període hivernal, quan assoleix la màxima superfície



Les dades



La Mars Express segueix una òrbita excèntrica i d'orientació polar al voltant de Mart. L'apoapsi (distància màxima a Mart) es troba a 10.100 km de la superfície marciana, mentre que el periapsi (el punt més proper) es troba a tan sols 298 km. En l'apoapsi es realitzen les comunicacions amb Mart: enviament de dades i recollida d'instruccions. En el periapsi es realitza l'observació de Mart, sobretot de les àrees de l'hemisferi austral.




El pla orbital de de la Mars Express té un angle de 86º respecte del pla equatorial marcià. Això li permet rastrejar tota la superfície marciana, tret de les àrees situades a més de 87º de latitud. De fet, però, com que el punt de màxim atansament a Mart té lloc en l'hemisferi sud, és aquest el que ha pogut estudiar amb més detall



L'equip d'investigadors coordinat per Giovanni Picardi ha compilat amb les dades de la MARSIS fins a 300 talls virtuals del casquet antàrtic. El ràdar permet conèixer quines localitzar per cada punt la superfície superior i la inferior del casquet. En algunes localitats s'arriba a un gruix de 3,7 km.




Gruix dels dipòsits de la regió polar austral marciana. El mapa assenyala les àrees de més gruix (vermell) i les de menys (violat), tot combinant les dades de la MARSIS amb el mapa topgràfic obtingut per l'altímetre làser de la Mars Global Surveyor. El cercle negre és l'àrea que, des de la seva òrbita, no pot cobrir la Mars Express



Els investigadors determinen que un 90% del casquet consisteix en glaç d'aigua. Aquest percentatge és inferior en les capes superiors i en les regions perifèriques, on la presència de neu carbònica i de pols és més elevada.



La massa relativa de la coberta antàrtica és considerable. En èpoques geològiques passades, la coberta era inferior, i la presència d'aigua líquida en el subsòl i àdhuc en la superfície de les regions temperades no devia ser tan anecdòtica com ara. Les dades de la MARSIS mostren, però, que tot i el pes elevat de l'actual coberta antàrtica, l'escorça de sota no es troba deprimida, tal com passa, per exemple, en l'escorça de l'Antàrtida. El grup de Picardi creu que la menor elasticitat de l'escorça marciana es deu al fet que a Mart no hi ha un mantell fluid sota l'escorça.



El cicle de l'H2O i del CO2



Una temperatura mitjana superficial de 227 K (a la Terra és de 287 K), i amb un interval de 186-268 K (a la Terra és de 203-343 K), i una pressió de 0,7-0,9 kPa (a la Terra és de 101,3 kPa), els cicles de la matèria de Mart són força diferents dels de la Terra. En el cas de la Terra, el CO2 atmosfèric fa part d'un cicle del carboni que inclou la matèria orgànica de la biosfera i dels combustibles fòssils (petroli i carbó) i el carbonat càlcic de roques, closques i coralls. A Mart, el cicle del carboni és bàsicament el cicle del CO2, que es troba fonamentalment a l'atmosfera (n'és el 95,72%), i que pot glaçar-se en una neu carbònica si les temperatures baixen prou, per sublimar-se quan tornen a pujar. Pel que fa al cicle de l'H2O, a la Terra domina la fase aquosa (els oceans ocupen més del 75% de la superfície) sobre la glaçada (Antàrtida, Àrtic, glaceres d'alta muntanya, etc.) i la gasosa. A Mart, el vapor d'aigua suposa tan sols un 0,03% de l'atmosfera, l'aigua líquida té una presència subterrània força escassa i irregular, i són els casquets polars on es concentra l'aigua sòlida.



Aquests cicles determinen que mentre el glaç d'aigua té una taxa de renovació ben minsa a Mart, la neu carbònica entri en moltes localitats subpolars en cicles de solidificació/sublimació tan circadians com anuals. En la superfície, la coberta de glaç conté quantitats equiparables de CO2 i d'H2O. En les regions on la coberta de glaç no és permanent, sovint el glaç és brut, amb unes quantitats més o menys elevades de pols.



Les perspectives



El glaç d'aigua és el component majoritari i l'element estructural i més estable (menys renovat) dels casquets polars marcians. Si comptem a partir de les dades de la MARSIS, el casquet antàrtic conté prou aigua com per cobrir 11 metres tota la superfície planetària si estigués en estat líquid (1,6·1016 km3). Aquesta xifra és més elevada que l'obtinguda amb estimacions anteriors. Il·lustra també com de minsa és la hidrosfera marciana en relació a la terrestre. Els propugnadors de la terraformació de Mart poden comptar, però, amb prou aigua com per omplir les antigues mars avui assecades del planeta.



Lligams:



- Subsurface Radar Sounding of the South Polar Layered Deposits of Mars. Jeffrey J. Plaut, Giovanni Picardi, Ali Safaeinili, Anton B. Ivanov, Sarah M. Milkovich, Andrea Cicchetti, Wlodek Kofman, Jérémie Mouginot, William M. Farrell, Roger J. Phillips, Stephen M. Clifford, Alessandro Frigeri, Roberto Orosei, Costanzo Federico, Iwan P. Williams, Donald A. Gurnett, Erling Nielsen, Tor Hagfors, Essam Heggy, Ellen R. Stofan, Dirk Plettemeier, Thomas R. Watters, Carlton J. Leuschen, Peter Edenhofer. Science DOI: 10.1126/science.1139672.



- Mars Express radar gauges water quantity around Mars’ south pole, comunicat de premsa de l'ESA.