Los resultados, publicados en el 10 de septiembre de la revista Ciencia, también sugieren que el agua líquida ha existido sobre todo a temperaturas cercanas a cero, lo que implica sistemas hidrotermales similar a termales de Yellowstone de la Tierra han sido poco frecuentes en Marte a lo largo de su historia.Estos sorprendentes resultados proceden de mediciones Phoenix hizo en 2008 de los isótopos estables de carbono y oxígeno en el dióxido de carbono de la atmósfera marciana. Los isótopos son variantes de un mismo elemento con diferente número de neutrones, tales como el carbono-12, con seis neutrones, y el más raro de carbono-13, con siete.
precisión sin precedentes en la determinación de las proporciones de los isótopos en dióxido de carbono de Marte arroja nueva luz sobre la historia del agua y la actividad volcánica en la superficie de Marte.
Las mediciones fueron realizadas por el Analizador de Gas Evolucionado de Phoenix, una parte de los lander Thermal and Evolved Gas Analyzer o TEGA, un instrumento diseñado y construido en la Universidad de Arizona. espectrómetro de masas de TEGA era capaz de un análisis más preciso de dióxido de carbono que las sondas Viking de la NASA en la década de 1970, los únicos instrumentos como otros que han arrojado resultados sobre la composición isotópica de Marte.
"Utilizamos el instrumento TEGA como investigador escena del crimen", dijo William V. Boynton, un profesor de la Lunar y Planetaria de laboratorio en el departamento de la UA de las ciencias planetarias. "Al igual que una huella química, los isótopos nos dicen qué proceso es el responsable de poner el material que estamos estudiando." Boynton, quien dirige el grupo que construyó el instrumento TEGA, coautor del artículo de Science.
El dióxido de carbono representa aproximadamente el 95 por ciento de la atmósfera de Marte. Marte de la NASA del Programa de Exploración ha puesto una alta prioridad en aprender más sobre las relaciones isotópicas de dióxido de carbono de Marte para complementar la información del Viking y del análisis de los meteoritos que han llegado a la Tierra desde Marte.
Para la medición, el instrumento TEGA en el módulo de aterrizaje abrió un agujero del tamaño de punto, mientras que el vacío aspira una bocanada de atmósfera marciana en su cámara para análisis de isótopos.
El análisis reveló que el dióxido de carbono en Marte tiene las proporciones de isótopos de oxígeno y de carbono similar al dióxido de carbono en la atmósfera terrestre. Este resultado inesperado revela que Marte es un planeta geológicamente activo mucho más lo que se pensaba. De hecho, los nuevos resultados sugieren que Marte ha repuesto de su dióxido de carbono atmosférico hace relativamente poco tiempo, y que el dióxido de carbono ha reaccionado con agua líquida presente en la superficie.
"El dióxido de carbono atmosférico es como un espía química", dijo Paul Niles, un científico espacial del Johnson Space Center de la NASA en Houston y autor principal del artículo. "Se infiltra en todas las partes de la superficie de Marte y pueden indicar la presencia de agua y su historia."
La baja gravedad y la falta de un campo magnético en Marte significa que el dióxido de carbono reside en la atmósfera se perderá en el espacio, un proceso que favorece la pérdida del carbono-12 isótopos más ligeros en comparación con el carbono-13. A pesar de una atmósfera de más edad en Marte debe contener más de carbono-13, no. Esto sugiere que la atmósfera marciana ha sido recientemente repuesta por el dióxido de carbono emitido por los volcanes, y el vulcanismo ha sido un proceso activo en el pasado geológico reciente de Marte.
Otra pista proviene de el segundo elemento que hace que el dióxido de carbono: el oxígeno. El oxígeno, como el carbono, viene en diferentes isótopos: el oxígeno-16 y el más pesado del oxígeno-18.
El equipo comparó los resultados de Phoenix a las mediciones obtenidas de los meteoritos marcianos que fueron lanzadas al espacio desde la superficie del planeta rojo durante los eventos de impacto y, finalmente, cayó sobre la Tierra, donde se recogieron más tarde. Los meteoritos contienen minerales de carbonato que se forman sólo en presencia de agua líquida y dióxido de carbono.
"El dióxido de carbono lanzado a la atmósfera por los volcanes es muy similar en su proporción de isótopos de oxígeno a la encontrada en las rocas", dijo Boynton. "Pero vemos una gran diferencia entre las velocidades de oxígeno de las rocas volcánicas y la atmósfera."
Esto sugiere que el dióxido de carbono en las rocas volcánicas de los meteoritos marcianos ha reaccionado con agua en estado líquido, el enriquecimiento del oxígeno en el dióxido de carbono con el oxígeno más pesado-18.
Las comparaciones de los isótopos en la atmósfera de Marte con las de los meteoritos proporcione la confirmación de los hallazgos clave. Por ejemplo, un meteorito que cristalizaron durante los últimos tiempos geológicos en Marte - unos 170 millones de años en lugar de miles de millones de años - ha carbonatos con proporciones isotópicas que coinciden con las mediciones atmosféricas de Phoenix.
De acuerdo con Niles, la firma isotópica indica que el agua líquida ha estado presente en la superficie marciana hace poco y en abundancia suficiente como para afectar la composición de la atmósfera actual. También revela que el agua ha existido en primer lugar a temperaturas cercanas a su punto de congelación.
Los resultados proporcionan pruebas de que las condiciones acuosas de carbonatos asociados con la formación han continuado incluso bajo las actuales de Marte condiciones frías y secas. "Esto demuestra que los carbonatos formados bajo la influencia del agua y la atmósfera en el pasado geológico reciente", dijo Boynton.
Niles agregó: "Los resultados no ponen de manifiesto determinados lugares o fechas de agua líquida y los respiraderos volcánicos, pero los sucesos geológicamente reciente de estas condiciones incluyen las mejores explicaciones para las proporciones de isótopos que encontramos.
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