Nuevos datos sobre la pérdida de agua en Marte

Uno de los capítulos de mi nuevo libro, Pioneros del cosmos, está dedicado a Marte. Allí hablo de su pasado y de su presente. También de uno de los temas que siempre es de interés: el agua en Marte. Recientemente, un nuevo estudio publicado en la revista Nature Astronomy lanza nuevos datos sobre la pérdida de agua en Marte. Es un tema que no está del todo claro pero que, por suerte, cada vez está más cerca de resolverse.

De un mundo lleno de agua a un lugar árido

Marte pasó de ser un mundo con grandes cantidades de agua a perder todas esa masa acuosa y convertirse en un planeta extremadamente árido. Hoy, su escasa presión atmosférica que no llega a los 10 hPa cuando en la Tierra es de unos 1014 hPa, hace que el agua no sea estable en superficie en su forma líquida. Pero el motivo de que Marte llegase a perder gran parte de su atmósfera es motivo de debate. Sin embargo, un estudio liderado por científicos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha abierto una nueva forma de abordar el problema. Para ello se ha analizado la inclinación del eje de rotación de Marte a lo largo del tiempo.

El eje marciano y la pérdida de agua en Marte

«Para comprender el estudio hay que tener en cuenta que la oblicuidad de Marte ha cambiado mucho a lo largo de su historia», explica Gabriella Gilli, investigadora del IAA-CSIC que colidera la investigación. «El modelo climático tridimensional que hemos utilizado sugiere que, durante periodos de alta oblicuidad, la tasa de escape pudo ser hasta cerca de veinte veces superior a la actual», añade Gilli. Por otro lado, Francisco González-Galindo, colíder del trabajo e investigador en el IAA-CSIC explica que «si reuniéramos toda el agua presente en Marte hace entre 3 y 4 mil millones de años, obtendríamos un océano global de más de cien metros de profundidad».

Como comento en Pioneros del cosmos, las únicas aguas que han sobrevivido se encontrarían bajo la superficie en forma sólida. Agua sólida también hay en los actuales casquetes polares. Si hablamos de líquida, quizás, la haya en forma de lagos hipersalinos. El resto, se perdió. Por supuesto, había vapor de agua, y todavía hoy, la atmósfera de Marte tiene trazas de esta molécula. Uno de los procesos que eliminaron el agua marciana se conoce como «escape atmosférico». Ahí, átomos y moléculas adquirieron la energía suficiente como para superar la fuerza del campo gravitatorio de Marte y escapar al espacio interplanetario.

Midiendo la tasa de escape de hidrógeno

Si medimos la tasa actual de escape de hidrógeno del planeta hacia el espacio, no es suficiente para explicar la pérdida de la enorme cantidad de agua que hubo en el pasado. A eso se une que la órbita de Marte experimenta variaciones periódicas que influyen en su clima. Ahí es donde entra en juego el cambio de inclinación del eje de rotación.

Esta investigación ha explorado la relación entre la variación de la oblicuidad de Marte y la pérdida de agua a lo largo del tiempo. Los resultados han revelado que durante los períodos en los que la inclinación del eje marciano alcanzaba valores elevados, llegando hasta los 35º frente a los aproximadamente 24º que tiene actualmente, aumentaba la cantidad de luz solar incidente en los polos. Como consecuencia, el ciclo del agua se intensificaba y generaba una atmósfera más cálida y húmeda. Así, el vapor de agua llegaba a capas más altas en la atmósfera. Ahí era más vulnerable a radiaciones solares, descomponiendo el agua en átomos de oxígeno e hidrógeno. De este modo, podían escapar con mayor facilidad al espacio que si se tratara de moléculas de agua.

Según el equipo de investigadores, la pérdida de hidrógeno durante estos períodos de alta oblicuidad podría explicar la pérdida de una cantidad de agua equivalente a un océano global de unos 80 metros de profundidad. Este valor coincide con el límite inferior de las estimaciones de agua que Marte albergó en el pasado.

El modelo climático para explicar la pérdida de agua en Marte

Para llegar a estas conclusiones, el equipo de investigadores han utilizado el modelo climático global de Marte o Mars-PCM (Mars Planetary Climate Model). Ha sido desarrollado por el Laboratoire de Météorologie Dynamique de París, en colaboración con otras instituciones internacionales. Ahí se incluye el IAA-CSIC que ha incorporado mejoras fundamentales a este modelo. Entre ellas se incluyen nuevos compuestos y reacciones químicas. Ello ha servido para reproducir con precisión las observaciones de escapa de hidrógeno captadas, entre otras misiones, por MAVEN (NASA) y Mars Express (ESA). «Nuestros resultados indican que el escape de hidrógeno desempeñó un papel más importante en el proceso de desecación de Marte de lo que se creía hasta ahora, lo que resulta clave para reconstruir cuánta agua ha perdido el planeta al espacio a lo largo de su historia», explica González-Galindo.

La pérdida de agua en Marte y sus consecuencias astrobiológicas

A nivel astrobiológico, esto permite hacer una búsqueda más eficaz de posibles períodos en los que Marte pudo haber sido habitable. Además, el trabajo también deja ver algo interesante: hasta qué punto los parámetros orbitales pueden transformar el clima de un planeta. «Mientras que en la Tierra las variaciones son suaves gracias a la estabilización que ejerce la Luna, en Marte han provocado cambios
drásticos que afectaron al agua, la atmósfera y, en última instancia, a su potencial para sostener vida», añade González-Galindo.

Tener una visión tan a largo plazo del cambio climático planetario también ofrece una valiosa perspectiva. Se puede ver lo frágil que puede resultar el equilibro que hace que un planeta sea habitable. Llevándolo a la Tierra, ese cambio climático puede hacer de la Tierra un mundo hostil para el ser humano. Todo dependerá del momento en el que se sobrepase un cierto límite. Gracias a este tipo de estudios, puede saberse dónde se encuentra.

Artículos científicos relacionados

Gilli, G., González-Galindo, F., Chaufray, JY. et al. (2025). Increased hydrogen escape from Mars atmosphere during periods of high obliquity. Nature Astronomy, DOI: 10.1038/s41550-025-02561-3 (Ver).