Un proceso fotoquímico explica el misterio del carbono perdido de Marte

   MADRID, 25 Nov. (EUROPA PRESS) -

   Un proceso fotoquímico pudo haber contribuído a que la primitiva atmósfera marciana se debilitase sin escape de carbono, lo que sería consistente con las mediciones de carbono isotópico existentes.

   Científicos de Caltech y el Jet Propulsión Laboratory describen sus hallazgos en un artículo en la edición del 24 de noviembre de la revista Nature Communications.

   "Con este nuevo mecanismo, todo lo que sabemos sobre la atmósfera marciana puede ahora ser unido en una imagen coherente de su evolución", dice Renyu Hu, un erudito postdoctoral en el JPL, investigador visitante sobre ciencia planetaria en Caltech y autor principal del estudio.

   Al considerar cómo la temprana atmósfera marciana podría haber hecho la transición a su estado actual, hay dos mecanismos para la eliminación del exceso de dióxido de carbono. O bien el CO2 se incorporó a los minerales en las rocas llamadas carbonatos o se perdió en el espacio, informa Caltech.

   Un reciente estudio independiente de Bethany Ehlmann, profesor asistente de ciencias planetarias y científico investigador en el JPL, utiliza datos de varios satélites de Marte en órbita para hacer inventario de las rocas de carbonato, que demuestra que no hay suficientes carbonatos en el kilómetro superior de la corteza para contener la falta de carbono de una gruesa atmósfera como la que Marte pudo tener hace unos 3.800 millones de años.

   Para estudiar el escenario de escape al espacio, los científicos examinaron la relación de carbono-12 y carbono-13, dos isótopos estables del carbono, que tienen el mismo número de protones en su núcleo pero diferente número de neutrones, y por lo tanto diferentes masas. "Debido a que varios procesos pueden cambiar la relación equivalente de estos dos isótopos en la atmósfera, podemos utilizar las mediciones de la relación en diferentes puntos en el tiempo como una huella digital para deducir exactamente lo que le pasó a la atmósfera marciana en el pasado", dice Hu.

   Para establecer un punto de partida, los investigadores utilizaron mediciones de la proporción de isótopos de carbono en los meteoritos marcianos que contienen los gases que originaron las profundidades del manto del planeta. Debido a que las atmósferas son producidos por la desgasificación del manto a través de la actividad volcánica, las mediciones dan una idea de la relación isotópica de la atmósfera marciana original.

   Los científicos compararon entonces esos valores con los actuales tomados por el rover Curiosity de la NASA. Esas mediciones muestran que la atmósfera está inusualmente enriquecida en carbono-13.

   Anteriormente, los investigadores pensaron que la razón principal era que el carbono marciano fue expulsado al espacio a través de un proceso llamado pulverización, que implica interacciones del viento solar y la atmósfera superior. Este fenómeno puede causar que algunas partículas --algo más ligeras que el carbono-13 más pesado-- puedan escapar completamente de Marte, pero este efecto es pequeño. Así que tenía que haber algún otro proceso implicado.

   Ahí es donde el nuevo mecanismo entra en acción. En el estudio, los investigadores describen un proceso que comienza con una partícula de luz ultravioleta del sol golpeando una molécula de CO2 en la atmósfera superior. Esa molécula absorbe la energía del fotón y se divide en monóxido de carbono (CO) y oxígeno. Entonces otra partícula ultravioleta golpea el CO, haciendo que se disocie en carbono atómico (C) y oxígeno. Algunos átomos de carbono producido de esta manera, tienen la energía suficiente para escapar de la atmósfera, y el nuevo estudio muestra que el carbono-12 es mucho más probable que escapae que el carbono-13.

   Modelando los efectos a largo plazo de este mecanismo de fotodisociación ultravioleta junto con la liberación de gas volcánico, pérdido a través de la pulverización, y la pérdida de la formación de roca carbonatada, los investigadores encontraron que era muy eficiente en términos de enriquecimiento de carbono 13 en la atmósfera. Usando las limitaciones isotópicas, calcularon que hace 3.800 millones de años la atmósfera podría haber tenido la presión de la mayor parte de la Tierra o menos en la mayoyía de escenarios.

   "Con este mecanismo, podemos describir un escenario evolutivo para Marte, que aborda el presupuesto de aparente falta de carbono, sin procesos de fuga o almacenamiento", declaró.