Marte, el cuarto planeta desde el Sol, se conoce coloquialmente como el "Planeta Rojo" debido a su distintiva coloración rojo anaranjado. Este cuerpo terrestre presenta un terreno rocoso de aspecto desértico y posee una atmósfera delgada compuesta predominantemente de dióxido de carbono (CO2). Su presión atmosférica superficial promedio es apenas unas pocas milésimas de la de la Tierra, con temperaturas que fluctúan entre -153 y 20 °C (-243 y 68 °F), y se caracteriza por niveles elevados de radiación cósmica. Si bien Marte retiene agua en su subsuelo y como un componente atmosférico escaso, que se manifiesta como cirros, niebla, escarcha y extensos permafrost polares y casquetes polares (que incluyen nieve estacional de CO2), no existen cuerpos persistentes de agua superficial líquida. La gravedad de la superficie del planeta es aproximadamente un tercio de la de la Tierra, o el doble que la de la Luna. Con un diámetro de 6.779 km (4.212 millas), Marte tiene aproximadamente la mitad del tamaño de la Tierra y el doble del tamaño de la Luna, y posee una superficie equivalente a la masa terrestre total de la Tierra.
Marte es el cuarto planeta desde el Sol. También es conocido como el "Planeta Rojo", por su apariencia de color rojo anaranjado. Marte es un planeta rocoso parecido a un desierto con una atmósfera tenue que es principalmente dióxido de carbono (CO§56§). En el nivel superficial promedio, la presión atmosférica es unas pocas milésimas de la de la Tierra, la temperatura atmosférica oscila entre -153 y 20 °C (-243 a 68 °F) y la radiación cósmica es alta. Marte retiene algo de agua, tanto en el suelo como en una capa delgada en la atmósfera, formando cirros, niebla, escarcha, regiones polares más grandes de permafrost y casquetes polares (con nieve estacional CO§910§), pero no cuerpos de agua superficial líquida. Su gravedad superficial es aproximadamente un tercio de la de la Tierra o el doble que la de la Luna. Su diámetro, 6.779 km (4.212 mi), es aproximadamente la mitad del de la Tierra, o el doble del de la Luna, y su superficie es del tamaño de toda la superficie terrestre seca de la Tierra.
Las partículas de polvo fino están omnipresentes tanto en la superficie como en la atmósfera marciana, y los débiles vientos del planeta las movilizan y dispersan fácilmente, a pesar de su baja atracción gravitacional. El terreno marciano exhibe una clara división norte-sur, conocida como dicotomía marciana, caracterizada por llanuras bajas relativamente planas en el hemisferio norte y tierras altas llenas de cráteres en el hemisferio sur. Geológicamente, Marte demuestra una actividad moderada, evidenciada por terremotos subterráneos, y presenta numerosos volcanes extintos colosales, incluido Olympus Mons (que mide 21,9 km o 13,6 millas de altura), junto con uno de los cañones más extensos del Sistema Solar, Valles Marineris (que se extiende 4.000 km o 2.500 millas). El planeta está orbitado por dos pequeños satélites naturales de forma irregular: Fobos y Deimos. Al poseer una inclinación axial sustancial de 25 grados, Marte sufre variaciones estacionales análogas a las de la Tierra (que tiene una inclinación axial de 23,5 grados). Un año solar marciano abarca 1,88 años terrestres (equivalente a 687 días terrestres), mientras que un día solar marciano, o sol, dura 24,6 horas.
Marte se originó hace aproximadamente 4.500 millones de años, simultáneamente con la formación de otros planetas del Sistema Solar. El período marciano de Noé, que abarca desde hace 4.500 a 3.500 millones de años, se caracterizó por extensos impactos de meteoritos, el desarrollo de valles, una erosión significativa, la posible existencia de océanos de agua y la eventual pérdida de su magnetosfera. Posteriormente, el período Hesperian, que comenzó hace 3.500 millones de años y concluyó hace entre 3.300 y 2.900 millones de años, fue testigo de una actividad volcánica generalizada y de inundaciones catastróficas que esculpieron vastos canales de salida. El período amazónico, que persiste hasta nuestros días, representa la influencia predominante en los procesos geológicos del planeta. Dada la compleja historia geológica de Marte, la perspectiva de vida pasada o existente en el planeta sigue siendo un tema de investigación científica rigurosa, y ciertos indicadores potenciales requieren un escrutinio adicional.
Históricamente, Marte ha sido observado desde la Tierra como una llamativa "estrella errante" roja, lo que ha dado lugar a diversas interpretaciones y asociaciones culturales entre civilizaciones. La misión inaugural a Marte, Mars 1, se lanzó en 1963, pero se perdió la comunicación con la nave espacial durante su tránsito. La Mariner 4 logró por primera vez una exitosa exploración de sobrevuelo de Marte en 1965. La Mariner 9 se convirtió en la primera nave espacial en orbitar un cuerpo celeste distinto de la Luna, el Sol o la Tierra cuando entró en la órbita marciana en 1971; Ese mismo año también se produjo el primer impacto incontrolado (Marte 2) y el primer aterrizaje exitoso (Marte 3) en el planeta. Las sondas robóticas han mantenido operaciones continuas en Marte desde 1997. Periódicamente, más de diez sondas han funcionado simultáneamente en órbita o en la superficie marciana, superando el número de misiones activas en cualquier otro planeta más allá de la Tierra. Marte se identifica con frecuencia como un posible destino para futuras misiones de exploración tripuladas, aunque actualmente no hay planes de este tipo programados.
Historia Natural
Formación
Las teorías científicas proponen que Marte se originó durante la formación del Sistema Solar a través de un proceso estocástico de acreción descontrolada, que involucra material del disco protoplanetario que orbita alrededor del Sol. El planeta exhibe varias características químicas únicas atribuibles a su ubicación específica dentro del Sistema Solar. Los elementos que poseen puntos de ebullición relativamente bajos, incluidos el cloro, el fósforo y el azufre, son considerablemente más abundantes en Marte que en la Tierra; Se plantea la hipótesis de que el enérgico viento solar del Sol naciente impulsó estos elementos hacia el exterior.
Bombardeo intenso tardío
Después de la formación planetaria, el Sistema Solar interior puede haber atravesado un período conocido como Bombardeo Intenso Tardío. Aproximadamente el 60% de la superficie marciana conserva evidencia de impactos de esta era, con vastas cuencas de impacto subyacentes que probablemente caracterizan gran parte del terreno restante. Sin embargo, modelos recientes han cuestionado la existencia del Bombardeo Intenso Tardío. Evidencia significativa apunta a una inmensa cuenca de impacto en el hemisferio norte de Marte, que mide 10.600 por 8.500 kilómetros (6.600 por 5.300 millas). Esta característica, aproximadamente cuatro veces el tamaño de la cuenca Aitken del Polo Sur de la Luna, sería la cuenca de impacto más grande descubierta hasta ahora si se confirma su existencia. Se plantea la hipótesis de que esta cuenca se formó hace aproximadamente cuatro mil millones de años cuando Marte fue golpeado por un cuerpo celeste del tamaño de Plutón. Se cree que este evento catastrófico causó la dicotomía hemisférica marciana y creó la suave cuenca boreal, que cubre el 40% de la superficie del planeta.
Un estudio de 2023, basado en la inclinación orbital de Deimos, una pequeña luna marciana, proporciona evidencia que sugiere que Marte pudo haber poseído un sistema de anillos hace entre 3,5 y 4 mil millones de años. Se propone que este hipotético sistema de anillos se formó a partir de una luna, veinte veces más masiva que Fobos, que orbitó alrededor de Marte hace miles de millones de años, y que Fobos podría representar un remanente de este antiguo anillo.
Períodos geológicos
Épocas:
La historia geológica de Marte se divide convencionalmente en varios períodos, y los tres siguientes se identifican como primarios:
- Período de Noé: Este período, que data de hace 4.500 a 3.500 millones de años, marca la formación de las superficies más antiguas existentes en Marte. Los terrenos de la era de Noé están ampliamente marcados por grandes cráteres de impacto. Se supone que el abultamiento de Tharsis, una importante elevación volcánica, se formó durante esta época, que también presentó inundaciones generalizadas por agua líquida en sus últimas etapas. El período deriva su nombre de Noachis Terra.
- Período Hesperian: El período Hesperian, que se extiende desde hace 3.500 millones de años hasta hace entre 3.300 y 2.900 millones de años, se caracteriza por la formación de extensas llanuras de lava. Lleva el nombre de Hesperia Planum.
- Período Amazónico: Este período abarca desde hace entre 3.300 y 2.900 millones de años hasta el presente. Las regiones amazónicas se caracterizan por una baja densidad de cráteres de impacto de meteoritos, pero exhiben una variación geológica significativa. Olympus Mons se formó durante esta época, acompañado de otros flujos de lava a través de Marte. El período lleva el nombre de Amazonis Planitia.
Actividad geológica reciente
La actividad geológica persiste en Marte. Los valles de Athabasca presentan flujos de lava en forma de láminas que datan de aproximadamente 200 millones de años. Además, los flujos de agua dentro del grabens de Cerberus Fossae ocurrieron hace menos de 20 millones de años, lo que indica intrusiones volcánicas recientes. El Mars Reconnaissance Orbiter también ha capturado imágenes de avalanchas.
Características físicas
Marte tiene aproximadamente la mitad del diámetro de la Tierra, o el doble que el de la Luna, y su superficie es sólo ligeramente menor que la masa terrestre seca total de la Tierra. Marte es menos denso que la Tierra y posee aproximadamente el 15% del volumen de la Tierra y el 11% de su masa, lo que resulta en aproximadamente el 38% de la gravedad de la superficie de la Tierra. Actualmente es el único ejemplo conocido de planeta desértico, un cuerpo rocoso con una superficie análoga a los desiertos de la Tierra. El aspecto rojo anaranjado característico de la superficie marciana es causado por el óxido de hierro (III) (nanofase Fe2O3) y el mineral de óxido-hidróxido de hierro (III) goetita. Aunque a menudo se parece al caramelo, otros colores de superficie comunes incluyen dorado, marrón, tostado y verdoso, según los minerales específicos presentes.
Estructura interna
Al igual que la Tierra, Marte se diferencia en un núcleo metálico denso cubierto por capas rocosas menos densas. La capa más externa, la corteza, tiene un espesor promedio de 42 a 56 kilómetros (26 a 35 millas), con un mínimo de 6 kilómetros (3,7 millas) en Isidis Planitia y un máximo de 117 kilómetros (73 millas) en la meseta sur de Tharsis. A efectos comparativos, la corteza terrestre tiene un espesor medio de 27,3 ± 4,8 km. Los elementos más abundantes dentro de la corteza marciana son el silicio, el oxígeno, el hierro, el magnesio, el aluminio, el calcio y el potasio. Se confirma que Marte es sísmicamente activo; En 2019, se informó que la misión InSight había detectado y registrado más de 450 martemotos y eventos sísmicos relacionados.
La corteza marciana está sustentada por un manto de silicato, que contribuye significativamente a las características tectónicas y volcánicas de la superficie del planeta. Dentro del manto marciano superior existe una zona de baja velocidad, caracterizada por velocidades de ondas sísmicas reducidas en comparación con los rangos de profundidad adyacentes. Este manto presenta rigidez hasta una profundidad de aproximadamente 250 km, lo que da como resultado una litosfera considerablemente más gruesa que la de la Tierra. Debajo de esta capa rígida, la ductilidad del manto aumenta progresivamente y, posteriormente, aumentan las velocidades de las ondas sísmicas. A diferencia del manto inferior de la Tierra, el manto marciano carece de una capa aislante térmica; en cambio, a profundidades superiores a 1050 km, su composición mineralógica se asemeja a la zona de transición de la Tierra. En la base del manto se encuentra una capa basal de silicato líquido, cuyo espesor se estima entre 150 y 180 km. El manto marciano presenta una heterogeneidad significativa y contiene densos fragmentos de hasta 4 km de diámetro. Se cree que estos fragmentos fueron introducidos profundamente en el planeta por inmensos impactos hace aproximadamente 4.500 millones de años. Las observaciones de ocho martemotos revelaron que las ondas de alta frecuencia se desaceleraban al atravesar estas regiones localizadas. Los modelos sugieren que estas heterogeneidades representan desechos de composición distinta, conservados debido a la ausencia de placas tectónicas de Marte y su interior de convección lenta, lo que impide una homogeneización completa.
Marte posee un núcleo de hierro y níquel que está al menos parcialmente fundido, con la presencia potencial de un núcleo interno sólido. Este núcleo constituye aproximadamente la mitad del radio de Marte, mide entre 1.650 y 1.675 km, y se caracteriza por un enriquecimiento en elementos ligeros como azufre, oxígeno, carbono e hidrógeno. Se estima que las temperaturas centrales oscilan entre 2000 y 2400 K, significativamente más bajas que los 5400-6230 K registrados para el núcleo interno sólido de la Tierra. La existencia de un núcleo interno sólido dentro de Marte sigue siendo un área activa de investigación científica. Una investigación de 2023 que utilizó datos del módulo de aterrizaje InSight indicó la ausencia de dicho núcleo. Sin embargo, un estudio posterior de 2025, que volvió a analizar los mismos datos, informó la detección de un núcleo interno sólido con un radio de 613 kilómetros (381 millas) ± 67 kilómetros (42 millas).
Geología de la superficie
Como planeta terrestre, Marte posee una superficie compuesta de minerales que contienen silicio, oxígeno, metales y otros elementos comunes que forman rocas. La superficie marciana se compone predominantemente de basalto toleítico; sin embargo, ciertas áreas exhiben un mayor contenido de sílice que el basalto típico, asemejándose potencialmente a rocas andesíticas terrestres o vidrio de sílice. Las regiones de bajo albedo indican concentraciones de feldespato plagioclasa, y las áreas de bajo albedo del norte muestran específicamente niveles elevados de silicatos en láminas y vidrio con alto contenido de silicio. Cantidades detectables de piroxenos con alto contenido de calcio están presentes en partes de las tierras altas del sur. Además, se han identificado concentraciones localizadas de hematita y olivino. Una parte importante de la superficie está ampliamente cubierta por polvo de óxido de hierro (III) de grano fino.
Los datos adquiridos por el módulo de aterrizaje Phoenix revelaron que el suelo marciano es ligeramente alcalino y contiene elementos como magnesio, sodio, potasio y cloro. Estos elementos, esenciales para el crecimiento de las plantas, también están presentes en los suelos terrestres. Los experimentos del módulo de aterrizaje demostraron además que el suelo marciano exhibe un pH básico de 7,7 y contiene un 0,6 % de perclorato en peso, concentraciones consideradas tóxicas para los humanos.
Las rayas lineales prevalecen en toda la superficie marciana, y con frecuencia se observan nuevas formaciones en las pendientes pronunciadas de cráteres, depresiones y valles. Inicialmente oscuras, estas rayas se aclaran progresivamente con el tiempo. Originadas en pequeños puntos, estas formaciones pueden extenderse por cientos de metros. Las observaciones indican que a menudo se ajustan a los contornos de rocas y otras obstrucciones. Las hipótesis predominantes sugieren que estas rayas representan material más oscuro del subsuelo expuesto por avalanchas de polvo brillante o remolinos de polvo. También se han propuesto explicaciones alternativas, que abarcan mecanismos que involucran agua o incluso la proliferación de organismos.
Los niveles promedio de radiación ambiental en la superficie marciana son aproximadamente 0,64 milisieverts por día, que es considerablemente menor que los 1,84 milisieverts por día (o 22 milirads por día) experimentados durante el tránsito hacia y desde Marte. Por el contrario, los niveles de radiación en la órbita terrestre baja, donde se encuentran las estaciones espaciales, promedian alrededor de 0,5 milisieverts por día. Hellas Planitia registra la radiación superficial más baja, aproximadamente 0,342 milisievert por día. Dentro de esta región, los tubos de lava al suroeste de Hadriacus Mons podrían exhibir niveles tan bajos como 0,064 milisieverts por día, un valor comparable a la exposición a la radiación durante los vuelos terrestres.
Características magnéticas
A pesar de la ausencia de un campo magnético global estructurado en Marte, los datos de observación indican una magnetización localizada dentro de la corteza del planeta, lo que implica una historia de inversiones de polaridad alterna en su antiguo campo dipolar. Esta firma paleomagnética, presente en minerales magnéticamente susceptibles, se parece a las bandas alternas observadas en la corteza oceánica de la Tierra. Una hipótesis, propuesta inicialmente en 1999 y posteriormente reevaluada en octubre de 2005 con datos del Mars Global Surveyor, postula que estas bandas magnéticas indican actividad tectónica de placas en Marte hace aproximadamente cuatro mil millones de años, antes del cese de la dinamo planetaria y la posterior disipación del campo magnético del planeta.
Geografía marciana y características de la superficie
Aunque se les reconoce principalmente por su cartografía lunar, a Johann Heinrich von Mädler y Wilhelm Beer se les atribuye el mérito de ser los areógrafos pioneros. Sus contribuciones iniciales implicaron confirmar la permanencia de la mayoría de las características de la superficie marciana y calcular con precisión el período de rotación del planeta. En 1840, Mädler sintetizó una década de observaciones para producir el mapa inaugural de Marte.
Las características de la superficie marciana derivan su nomenclatura de diversos orígenes. Las características del albedo suelen designarse con nombres de la mitología clásica. Los cráteres que superan aproximadamente los 50 kilómetros de diámetro reciben su nombre en honor a científicos, escritores y otras personas fallecidas que han avanzado significativamente en los estudios marcianos. Por el contrario, a los cráteres más pequeños se les asignan nombres de ciudades y pueblos de todo el mundo con poblaciones inferiores a 100.000 habitantes. Los valles extensos llevan nombres derivados de los términos "Marte" o "estrella" en diferentes idiomas, mientras que los valles más pequeños reciben nombres de ríos terrestres.
Muchas características extensas de albedo conservan sus designaciones históricas, aunque éstas se revisan con frecuencia para incorporar la comprensión contemporánea de sus características. Por ejemplo, Nix Olympica (que significa 'las nieves del Olimpo') fue reclasificada como Olympus Mons ('Monte Olimpo'). Desde la Tierra, la superficie marciana parece bifurcada en dos regiones distintas caracterizadas por un albedo variable. Las llanuras más claras, compuestas de polvo y arena ricas en óxidos de hierro rojizos, fueron históricamente percibidas como "continentes" marcianos y, en consecuencia, recibieron el nombre, por ejemplo, de Arabia Terra (tierra de Arabia) o Amazonis Planitia (llanura amazónica). Por el contrario, las características más oscuras se interpretaron inicialmente como mares, lo que llevó a designaciones como Mare Erythraeum, Mare Sirenum y Aurorae Sinus. Syrtis Major Planum representa la característica oscura más prominente observable desde la Tierra. La capa de hielo permanente del polo norte se denomina Planum Boreum, mientras que su contraparte sur se conoce como Planum Australe.
Mientras que el ecuador de Marte está definido por rotación, su primer meridiano, análogo al meridiano de Greenwich de la Tierra, se estableció mediante la selección de un punto de referencia arbitrario. Mädler y Beer inicialmente designaron una línea específica para este propósito en sus mapas marcianos de 1830. Siguiendo las imágenes completas proporcionadas por la nave espacial Mariner 9 en 1972, Merton E. Davies, Harold Masursky y Gérard de Vaucouleurs seleccionaron un pequeño cráter, posteriormente llamado Airy-0 y situado dentro del Sinus Meridiani ("Middle Bay" o "Meridian Bay"), para definir una longitud de 0,0°, alineándose con la referencia elegida anteriormente.
Dada la ausencia de océanos y, en consecuencia, un "nivel del mar" en Marte, una superficie de elevación cero requería designación como dato de referencia. Esta referencia se denomina areoide de Marte, haciendo una analogía con el geoide de la Tierra. La altitud cero se define específicamente como la elevación donde la presión atmosférica mide 610,5 pascales (6,105 milibares). Este valor de presión corresponde al punto triple del agua y constituye aproximadamente el 0,6% de la presión superficial al nivel del mar de la Tierra (0,006 atmósferas).
Para fines cartográficos, el Servicio Geológico de los Estados Unidos divide la superficie marciana en treinta cuadriláteros, cada uno de los cuales lleva el nombre de una característica de albedo clásica prominente dentro de sus límites. En abril de 2023, The New York Times documentó la publicación de un mapa global actualizado de Marte, compilado a partir de imágenes adquiridas por la nave espacial Hope. Al mismo tiempo, la NASA publicó un mapa marciano global mucho más detallado el 16 de abril de 2023.
Vulcanismo marciano
La extensa región montañosa de Tharsis alberga varios volcanes colosales, en particular el volcán en escudo Olympus Mons. Este edificio volcánico se extiende por más de 600 km (370 millas) de ancho. Debido a su inmenso tamaño y sus intrincadas estructuras marginales, determinar con precisión su altura presenta un desafío. Su relieve local, medido desde la base de los acantilados a lo largo de su flanco noroeste hasta su cima, supera los 21 km (13 millas), que es más del doble de la altura de Mauna Kea cuando se mide desde su base oceánica. El diferencial de elevación total desde las llanuras de Amazonis Planitia, situadas a más de 1.000 km (620 millas) al noroeste, hasta el pico se acerca a los 26 km (16 millas), aproximadamente tres veces la altura del Monte Everest, que mide poco más de 8,8 kilómetros (5,5 millas). En consecuencia, Olympus Mons se ubica como la montaña más alta o la segunda más alta del Sistema Solar; el único candidato conocido a una mayor altura es el pico Rheasilvia en el asteroide Vesta, estimado en 20 a 25 km (12 a 16 millas).
Topografía de impacto
La topografía marciana muestra una sorprendente dicotomía: las llanuras del norte, suavizadas por flujos de lava, contrastan marcadamente con las tierras altas del sur, que están extensamente marcadas y llenas de cráteres por impactos antiguos. Hipotéticamente, hace aproximadamente cuatro mil millones de años, el hemisferio norte de Marte pudo haber sido impactado por un objeto cuyo tamaño oscilaba entre una décima y dos terceras partes del tamaño de la Luna de la Tierra. Si esta hipótesis resulta cierta, el hemisferio norte marciano albergaría un cráter de impacto que mediría 10.600 por 8.500 kilómetros (6.600 por 5.300 millas), un área aproximadamente equivalente a Europa, Asia y Australia juntas, superando así a Utopia Planitia y la cuenca Aitken del Polo Sur de la Luna como el mayor cráter de impacto conocido en el Sistema Solar.
Marte tiene las cicatrices de 43.000 cráteres de impacto, cada uno con un diámetro de 5 kilómetros (3,1 millas) o más. El cráter expuesto más destacado es Hellas, que abarca 2.300 kilómetros (1.400 millas) de ancho y alcanza 7.000 metros (23.000 pies) de profundidad, presentando una característica de alto albedo claramente observable desde la Tierra. Otras características de impacto importantes incluyen Argyre, de aproximadamente 1.800 kilómetros (1.100 millas) de diámetro, e Isidis, que mide alrededor de 1.500 kilómetros (930 millas) de diámetro. Debido a su masa y tamaño comparativamente más pequeños, Marte experimenta aproximadamente la mitad de probabilidad de eventos de impacto en comparación con la Tierra. Sin embargo, su proximidad al cinturón de asteroides aumenta su susceptibilidad a los impactos de materiales que se originan allí. Además, Marte se ve impactado con mayor frecuencia por cometas de período corto, es decir, aquellos cuyas órbitas están confinadas dentro de las de Júpiter.
La morfología de algunos cráteres marcianos sugiere que el material del subsuelo se saturó con agua tras el impacto del meteorito.
Funciones tectónicas
Valles Marineris, un inmenso sistema de cañones (en latín, 'Valles Marineros', también denominados históricamente Agathodaemon en mapas de canales más antiguos), se extiende a lo largo de 4.000 kilómetros (2.500 millas) y alcanza profundidades de hasta 7 kilómetros (4,3 millas). Su longitud es comparable a la de todo el continente europeo y abarca aproximadamente una quinta parte de la circunferencia de Marte. Por el contrario, el Gran Cañón de la Tierra mide sólo 446 kilómetros (277 millas) de largo y casi 2 kilómetros (1,2 millas) de profundidad. La formación de Valles Marineris se atribuye al levantamiento de la región de Tharsis, que posteriormente provocó el colapso de la corteza en las proximidades del cañón. Una propuesta de 2012 sugirió que Valles Marineris funciona no simplemente como un graben, sino como un límite de placas que exhibe 150 kilómetros (93 millas) de movimiento transversal, lo que implica la existencia potencial de un sistema tectónico de dos placas en Marte.
Características y cuevas del subsuelo
Los datos adquiridos por el Sistema de Imágenes de Emisión Térmica (THEMIS) en el orbitador Mars Odyssey de la NASA han identificado siete posibles entradas a cuevas situadas en los flancos del volcán Arsia Mons. Estas cuevas, denominadas informalmente "siete hermanas" y nombradas en honor a los seres queridos de los descubridores, representan importantes aberturas bajo la superficie. Las entradas a estas cavernas varían de 100 a 252 metros (328 a 827 pies) de ancho, con profundidades mínimas estimadas de 73 a 96 metros (240 a 315 pies). Dado que la luz del sol no penetra hasta el suelo de la mayoría de estas cuevas, sus profundidades reales pueden exceder significativamente estas estimaciones iniciales, expandiéndose potencialmente considerablemente debajo de la superficie. La única excepción es "Dena", cuyo piso es visible y se midió a una profundidad de 130 metros (430 pies). Los interiores de estas formaciones subterráneas podrían ofrecer protección contra micrometeoroides, radiación ultravioleta, erupciones solares y partículas de alta energía que impactan incesantemente la superficie marciana.
Otras características geológicas
Atmósfera
Marte experimentó la pérdida de su magnetosfera hace aproximadamente 4 mil millones de años, potencialmente como consecuencia de numerosos impactos de asteroides. Esta ausencia permite que el viento solar interactúe directamente con la ionosfera marciana, reduciendo así la densidad atmosférica al arrancar átomos de la capa exterior. Tanto la misión Mars Global Surveyor como la Mars Express han detectado partículas atmosféricas ionizadas disipándose en el espacio detrás de Marte, un fenómeno actualmente bajo investigación por el orbitador MAVEN. En comparación con la Tierra, la atmósfera marciana está considerablemente enrarecida. La presión atmosférica en la superficie actualmente varía desde un mínimo de 30 Pa (0,0044 psi) en Olympus Mons hasta más de 1155 Pa (0,1675 psi) en Hellas Planitia, con una presión superficial media de 600 Pa (0,087 psi). La densidad atmosférica máxima en Marte es equivalente a la que se encuentra a una altitud de 35 kilómetros (22 millas) sobre la superficie de la Tierra. En consecuencia, la presión superficial media constituye sólo el 0,6% de los 101,3 kPa (14,69 psi) de la Tierra. La altura de la escala atmosférica es de aproximadamente 10,8 kilómetros (6,7 millas), lo que excede los 6 kilómetros (3,7 millas) de la Tierra debido a que la gravedad de la superficie de Marte es solo alrededor del 38% de la de la Tierra.
La atmósfera marciana está compuesta de aproximadamente 96% de dióxido de carbono, 1,93% de argón y 1,89% de nitrógeno, junto con trazas de oxígeno y agua. Esta atmósfera es notablemente polvorienta y contiene partículas con un diámetro aproximado de 1,5 μm, que imparten una coloración leonada al cielo marciano cuando se ve desde la superficie. La presencia de partículas de óxido de hierro en suspensión también puede contribuir a un tono rosado.
A pesar de las recurrentes detecciones de metano en Marte, sigue siendo difícil llegar a un consenso científico definitivo sobre su origen. Una hipótesis sugiere que el metano está presente en Marte y exhibe fluctuaciones estacionales en su concentración. La existencia de metano podría ser el resultado de procesos no biológicos, como la serpentinización que involucra agua, dióxido de carbono y el mineral olivino, que se sabe que prevalece en Marte, o, alternativamente, de la vida marciana existente.
En relación con la Tierra, la mayor concentración de CO2 atmosférico y la menor presión superficial en Marte probablemente contribuyan a una mayor atenuación del sonido, donde las fuentes acústicas naturales son escasas aparte del viento. El análisis de las grabaciones acústicas recopiladas por el rover Perseverance indica que la velocidad del sonido en Marte es de aproximadamente 240 m/s para frecuencias inferiores a 240 Hz y 250 m/s para frecuencias más altas.
Se han observado auroras en Marte. Dada la falta de un campo magnético global en Marte, las características y distribución espacial de sus auroras difieren de las de la Tierra; En lugar de limitarse predominantemente a las regiones polares, una aurora marciana puede abarcar todo el planeta. En septiembre de 2017, la NASA informó de una duplicación temporal de los niveles de radiación en la superficie marciana, lo que se correlacionaba con una aurora 25 veces más brillante que cualquiera registrada anteriormente, atribuida a una tormenta solar intensa e imprevista que se produjo a mediados de mes.
Clima
Marte experimenta estaciones que se alternan entre sus hemisferios norte y sur, de forma análoga a la Tierra. Además, la órbita de Marte posee una mayor excentricidad en comparación con la de la Tierra, lo que lleva a que el perihelio ocurra durante el verano del hemisferio sur y el invierno del hemisferio norte, y que el afelio coincida con el invierno del hemisferio sur y el verano del hemisferio norte. En consecuencia, las estaciones del hemisferio sur son más extremas, mientras que las estaciones del hemisferio norte son más suaves de lo que serían de otra manera. Las temperaturas de verano en el sur pueden exceder las temperaturas equivalentes del verano del norte en hasta 30 °C (54 °F).
Las temperaturas de la superficie marciana fluctúan significativamente, desde mínimas de aproximadamente -110 °C (-166 °F) hasta máximas de hasta 35 °C (95 °F) durante el verano ecuatorial. Este importante rango de temperatura es atribuible a la capacidad limitada de la delgada atmósfera para retener el calor solar, la baja presión atmosférica (aproximadamente el 1% de la atmósfera de la Tierra) y la baja inercia térmica del suelo marciano. El planeta está situado 1,52 veces más lejos del Sol que la Tierra, lo que resulta en sólo el 43% de la insolación solar que recibe la Tierra.
Marte alberga las tormentas de polvo más grandes del Sistema Solar, con velocidades de viento que superan los 160 km/h (100 mph). Estas tormentas pueden variar en escala desde eventos localizados hasta sistemas colosales que envuelven todo el planeta. Por lo general, se manifiestan cuando Marte está más cerca del Sol y se ha demostrado que elevan las temperaturas globales. Además, los procesos estacionales conducen a la formación de capas de hielo seco en los casquetes polares.
Hidrología
Aunque Marte posee cantidades sustanciales de agua, la mayoría existe como hielo de agua cubierto de polvo dentro de sus casquetes polares. Si el hielo de agua en el casquete polar sur se derritiera, produciría un volumen suficiente para inundar la mayor parte de la superficie planetaria hasta una profundidad de 11 metros (36 pies).
El agua líquida no puede persistir en la superficie marciana debido a la presión atmosférica extremadamente baja del planeta, que constituye menos del 1% de la de la Tierra. Sólo en las regiones topográficas más bajas las condiciones de presión y temperatura se vuelven adecuadas para la existencia transitoria de agua líquida.
A pesar de la mínima presencia de agua en la atmósfera, es suficiente para generar nubes de hielo de agua, diversas formas de nieve y escarcha, frecuentemente entremezcladas con nieve de hielo seco de dióxido de carbono.
Hidrosfera antigua
Las características geomorfológicas marcianas proporcionan evidencia convincente de la existencia pasada de agua líquida en la superficie del planeta. Aproximadamente 25 extensos tramos lineales de terreno erosionado, denominados canales de salida, atraviesan la superficie. Estas formaciones se interpretan generalmente como restos erosivos de la descarga catastrófica de agua de acuíferos subterráneos, aunque hipótesis alternativas proponen su origen en actividad glacial o volcánica. Un ejemplo destacado, Ma'adim Vallis, se extiende 700 kilómetros (430 millas) de largo, superando significativamente al Gran Cañón, con un ancho de 20 kilómetros (12 millas) y profundidades localizadas que alcanzan los 2 kilómetros (1,2 millas). Se cree que esta característica fue esculpida por el agua que fluía durante las primeras etapas de la historia marciana. Se estima que el más reciente de estos canales se formó hace apenas unos pocos millones de años.
En otras regiones, particularmente en los terrenos marcianos más antiguos, intrincadas redes de valles dendríticos están ampliamente distribuidas en porciones sustanciales del paisaje. Las características morfológicas y la disposición espacial de estos valles sugieren fuertemente su formación a través de la escorrentía generada por la precipitación en la historia temprana de Marte. Si bien el flujo de agua subterránea y la disminución del agua subterránea podrían haber contribuido como factores secundarios importantes en ciertas redes, la precipitación se considera el mecanismo principal responsable de la incisión en casi todos los casos.
Se observan miles de características que se asemejan a barrancos terrestres a lo largo de las paredes de los cráteres y los cañones. Estos barrancos están ubicados predominantemente en las tierras altas del hemisferio sur, orientados hacia el ecuador y situados hacia el polo a 30° de latitud. Varios investigadores proponen que su proceso de formación implica agua líquida, probablemente derivada del derretimiento del hielo, mientras que otros defienden mecanismos que involucran la congelación de dióxido de carbono o el transporte de polvo seco. La ausencia de barrancos parcialmente degradados debido a la erosión y la falta de cráteres de impacto superpuestos sugieren que se trata de características geológicamente recientes, que potencialmente permanecen activas. Otras formaciones geológicas, incluidos deltas y abanicos aluviales conservados dentro de los cráteres, proporcionan una mayor corroboración de períodos de condiciones más cálidas y húmedas durante la historia antigua de Marte. Estas condiciones requieren inherentemente la presencia extensa de lagos de cráter en una porción significativa de la superficie, una hipótesis respaldada por datos mineralógicos, sedimentológicos y geomorfológicos independientes. Además, la detección de minerales específicos como hematita y goethita, que normalmente precipitan en presencia de agua, ofrece evidencia adicional de la existencia pasada de agua líquida en la superficie marciana.
Observaciones históricas y descubrimientos de evidencia sobre el agua
La detección espectroscópica de la firma química del vapor de agua en Marte se estableció de manera inequívoca por primera vez en 1963 utilizando un telescopio terrestre. En 2004, el rover Opportunity identificó el mineral jarosita. La formación de jarosita ocurre exclusivamente en ambientes acuosos ácidos, lo que indica la presencia pasada de agua en Marte. El rover Spirit descubrió depósitos concentrados de sílice en 2007, lo que sugiere condiciones históricas de humedad, y en diciembre de 2011, el rover Opportunity de la NASA en Marte localizó yeso, otro mineral formado en presencia de agua, en la superficie. El contenido de agua estimado en el manto superior de Marte, manifestado como iones hidroxilo dentro de los minerales marcianos, es comparable o superior al de la Tierra, oscilando entre 50 y 300 partes por millón de agua, una cantidad suficiente para cubrir todo el planeta hasta una profundidad de 200 a 1000 metros (660 a 3280 pies).
El 18 de marzo de 2013, la NASA reveló hallazgos de instrumentos a bordo del rover Curiosity, que indicaban hidratación mineral, específicamente sulfato de calcio hidratado, dentro de varias muestras de rocas. Estas muestras incluían fragmentos de rocas "Tintina" y "Sutton Inlier", junto con vetas y nódulos en otras formaciones como rocas "Knorr" y "Wernicke". El análisis posterior realizado por el instrumento Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) del rover reveló agua subterránea, con concentraciones de hasta el 4% en masa, que se extiende hasta una profundidad de 60 centímetros (24 pulgadas). Esta evidencia se recopiló durante el viaje del rover desde el sitio Bradbury Landing hasta la región de Yellowknife Bay dentro del terreno Glenelg. En septiembre de 2015, la NASA anunció además evidencia sustancial de flujos de salmuera hidratada dentro de líneas de pendiente recurrentes, derivadas de datos espectrómetros de áreas de pendiente oscurecidas. Estas rayas exhiben un flujo descendente durante el verano marciano, cuando las temperaturas superan los -23 °C, y se solidifican a temperaturas más frías. Estas observaciones inicialmente corroboraron hipótesis anteriores, basadas en el momento de la formación y las tasas de crecimiento, lo que sugiere que estas rayas oscuras fueron causadas por el flujo de agua subterráneo. Sin embargo, investigaciones posteriores han propuesto que estas líneas podrían representar flujos granulares secos, en los que el agua desempeña como mucho un papel menor en su inicio. En consecuencia, sigue sin resolverse una determinación concluyente sobre la presencia, extensión y función del agua líquida en la superficie marciana.
Una hipótesis predominante entre los investigadores postula que una porción significativa de las llanuras bajas del norte del planeta alguna vez estuvo sumergida bajo un océano de cientos de metros de profundidad, aunque esta teoría continúa siendo debatida. En marzo de 2015, los científicos estimaron que un océano marciano tan antiguo podría haber rivalizado en tamaño con el Océano Ártico de la Tierra. Esta estimación se basó en la comparación de la proporción de protio a deuterio en la atmósfera marciana contemporánea con la de la Tierra. La abundancia de deuterio marciano observada (D/H = 9,3 ± 1,7 10−4) es de cinco a siete veces mayor que la de la Tierra (D/H = 1,56 10−4), lo que implica que el antiguo Marte poseía volúmenes de agua sustancialmente mayores. Datos anteriores del rover Curiosity también habían detectado una elevada proporción de deuterio dentro del cráter Gale, aunque no lo suficientemente alta como para indicar definitivamente un antiguo océano. Sin embargo, otros científicos recomiendan cautela, señalando que estos hallazgos carecen de confirmación independiente y que los modelos climáticos marcianos actuales aún no demuestran condiciones pasadas lo suficientemente cálidas como para sustentar grandes masas de agua líquida. Adyacente al casquete polar norte se encuentra el cráter Korolev de 81,4 kilómetros (50,6 millas) de ancho, que el orbitador Mars Express ha identificado que contiene aproximadamente 2200 kilómetros cúbicos (530 millas cúbicas) de hielo de agua.
En noviembre de 2016, la NASA anunció el descubrimiento de una importante reserva de hielo subterráneo dentro de la región de Utopia Planitia. El volumen estimado de esta agua detectada es comparable al del Lago Superior, que contiene 12.100 kilómetros cúbicos. Además, entre 2018 y 2021, el ExoMars Trace Gas Orbiter identificó evidencia de agua, probablemente en forma de hielo subterráneo, dentro del sistema de cañones Valles Marineris.
Movimiento orbital
Marte mantiene una distancia orbital promedio de aproximadamente 230 millones de kilómetros (143 millones de millas) del Sol, completando una órbita en 687 días terrestres. Un día solar marciano, o sol, es ligeramente más largo que un día terrestre: dura 24 horas, 39 minutos y 35,244 segundos. En consecuencia, un año marciano equivale a 1,8809 años terrestres, o 1 año, 320 días y 18,2 horas. La diferencia de potencial gravitacional y, por tanto, el delta-v necesario para la transferencia interplanetaria entre Marte y la Tierra, es la segunda más baja entre los cuerpos del sistema solar en relación con la Tierra.
Marte exhibe una inclinación axial de 25,19° con respecto a su plano orbital, un valor comparable a la inclinación axial de la Tierra. Esta similitud da como resultado la presencia de estaciones distintas en Marte, análogas a las de la Tierra, aunque casi el doble de largas debido al prolongado período orbital de Marte. Actualmente, el polo norte marciano está orientado cerca de la estrella Deneb.
Marte posee una excentricidad orbital notablemente pronunciada, aproximadamente 0,09, que sólo es superada por Mercurio entre los otros siete planetas del Sistema Solar. Los datos astronómicos históricos indican que la órbita de Marte fue considerablemente más circular en el pasado. Por ejemplo, hace 1,35 millones de años terrestres, su excentricidad era aproximadamente 0,002, significativamente menor que la excentricidad actual de la Tierra. El ciclo de excentricidad orbital de Marte dura 96.000 años terrestres, en contraste con el ciclo de 100.000 años de la Tierra.
El máximo acercamiento de Marte a la Tierra, conocido como oposición, se produce en un período sinódico de 779,94 días. Este fenómeno no debe confundirse con una conjunción de Marte, que describe una configuración en la que la Tierra y Marte están ubicados en lados opuestos del Sistema Solar, formando una alineación colineal con el Sol. Mientras que el intervalo medio entre sucesivas oposiciones marcianas, su período sinódico, es de 780 días, la duración real puede oscilar entre 764 y 812 días. La distancia durante estas aproximaciones cercanas varía de aproximadamente 54 a 103 millones de kilómetros (34 a 64 millones de millas), una variabilidad atribuida a la naturaleza elíptica de las órbitas de ambos planetas, que en consecuencia afecta su tamaño angular aparente. Por el contrario, en su máxima separación, Marte y la Tierra pueden estar hasta 401 millones de kilómetros (249 millones de millas) de distancia entre sí. La oposición marciana con respecto a la Tierra ocurre aproximadamente cada 2,1 años. En particular, las oposiciones que coincidieron con el perihelio de Marte ocurrieron en 2003, 2018 y 2035, y los eventos de 2020 y 2033 mostraron una proximidad particularmente cercana a la oposición perihelicoidal.
Marte exhibe una magnitud aparente media de +0,71, con una desviación estándar de 1,05. Debido a la excentricidad de la órbita de Marte, su magnitud durante la oposición al Sol puede variar entre aproximadamente −3,0 y −1,4. El brillo mínimo del planeta, registrado con una magnitud de +1,86, se produce cuando está cerca del afelio y en conjunción con el Sol. Cuando está en su punto más brillante, Marte, junto con Júpiter, ocupa el segundo lugar después de Venus en términos de luminosidad aparente. Normalmente, Marte presenta un tono amarillo, naranja o rojo distintivo. En su distancia máxima de la Tierra, Marte está siete veces más remoto que durante su máxima aproximación. Las condiciones óptimas de observación de Marte, caracterizadas por su proximidad, generalmente ocurren una o dos veces en ciclos de 15 o 17 años. Incluso durante los acercamientos más cercanos de la Tierra y Marte, los telescopios ópticos terrestres generalmente se ven limitados a resolver características de aproximadamente 300 kilómetros (190 millas) de tamaño, principalmente debido a la interferencia atmosférica en la Tierra.
Al acercarse a la oposición, Marte inicia una fase de movimiento retrógrado, durante la cual parece retroceder en una trayectoria circular en relación con el campo estelar de fondo. Este período retrógrado se extiende durante aproximadamente 72 días, y Marte alcanza su máximo brillo aparente a mitad de este intervalo.
Satélites
Marte posee dos satélites naturales comparativamente pequeños, Fobos (aproximadamente 22 km (14 millas) de diámetro) y Deimos (aproximadamente 12 km (7,5 millas) de diámetro), que orbitan el planeta a distancias de 9.376 km (5.826 millas) y 23.460 km (14.580 millas), respectivamente. La génesis de estas lunas sigue siendo incierta, aunque una hipótesis predominante postula su origen como asteroides capturados gravitacionalmente en la órbita marciana.
Estos dos satélites fueron descubiertos en 1877 por Asaph Hall y posteriormente recibieron el nombre de los gemelos mitológicos griegos Fobos (la personificación del pánico y el miedo) y Deimos (la personificación del terror y el pavor), quienes sirvieron como compañeros de su padre Ares, el dios de la guerra, en combate. Marte, la deidad romana, es la contraparte del griego Ares. En griego contemporáneo, se sigue haciendo referencia al planeta por su antigua designación, Ares (Aris: Άρης).
Observados desde la superficie marciana, la dinámica orbital de Fobos y Deimos diverge significativamente de la de la Luna de la Tierra. Fobos exhibe un movimiento anómalo, saliendo por el oeste, poniéndose por el este y reapareciendo en un intervalo de apenas 11 horas. Deimos, situado justo más allá de una órbita sincrónica (un estado en el que su período orbital se alinearía con el período de rotación del planeta), asciende como era de esperar en el este, aunque a un ritmo reducido. Dado que la órbita de Fobos se encuentra por debajo de una altitud sincrónica, las fuerzas de marea marcianas están disminuyendo progresivamente su radio orbital. Se prevé que dentro de aproximadamente 50 millones de años, Fobos impacte la superficie marciana o se desintegre, formando un sistema de anillos alrededor del planeta.
La génesis de estos dos satélites aún no se comprende completamente. Su bajo albedo y composición, característicos de las condritas carbonosas, se han interpretado como indicativos de orígenes asteroidales, dando así credibilidad a una hipótesis de captura. La órbita inherentemente inestable de Fobos sugiere además un evento de captura relativamente reciente. Sin embargo, ambos satélites mantienen órbitas circulares muy cerca del ecuador marciano, una configuración atípica para los cuerpos capturados, y la dinámica de captura requerida es intrínsecamente compleja. Si bien la acreción durante las primeras etapas de la historia marciana presenta un mecanismo de formación plausible, no explicaría adecuadamente una composición más parecida a la de los asteroides que a la del propio Marte, suponiendo que dicha similitud compositiva esté comprobada. Además, se supone que Marte posee lunas no descubiertas, que pueden tener entre 50 y 100 metros (160 a 330 pies) de diámetro, y se predice que habrá un anillo de polvo dentro de la región orbital entre Fobos y Deimos.
Una tercera hipótesis sobre su origen como satélites marcianos implica la participación de un cuerpo celeste adicional o una forma de perturbación por impacto. Evidencia más reciente, que indica que Fobos posee un interior muy poroso y una composición principalmente de filosilicatos y otros minerales encontrados en Marte, sugiere que Fobos se originó a partir de material expulsado por un impacto marciano que posteriormente se reacreció en órbita, reflejando la teoría predominante para la luna de la Tierra. Mientras que los espectros visible e infrarrojo cercano (VNIR) de las lunas de Marte se parecen a los de los asteroides del cinturón exterior, se ha informado que los espectros infrarrojos térmicos de Fobos son inconsistentes con cualquier clase de condritas. Alternativamente, Fobos y Deimos pueden representar fragmentos de una luna más antigua y más grande, formada a partir de escombros después de un impacto significativo en Marte, que luego fue destruida por un impacto más reciente en ese satélite.
Más recientemente, un estudio de investigación multinacional propuso la existencia pasada de una luna perdida, estimada en al menos quince veces el tamaño de Fobos. A través del análisis de formaciones geológicas en Marte indicativas de procesos de mareas, se plantea la hipótesis de que estas mareas pueden haber sido reguladas por esta antigua luna.
Observaciones y exploración humana
El registro histórico de observaciones marcianas se caracteriza por oposiciones, períodos en los que el planeta está más cerca de la Tierra y, por lo tanto, es más fácilmente visible, que ocurren aproximadamente cada dos años. Particularmente dignas de mención son las oposiciones perihélicas, que se distinguen por la proximidad de Marte a su perihelio, lo que resulta en un acercamiento aún mayor a la Tierra.
Observaciones antiguas
Los antiguos sumerios designaron a Marte como Nergal, la deidad de la guerra y la plaga. Durante la era sumeria, Nergal tuvo una importancia menor, pero en períodos posteriores, su principal centro de culto se estableció en Nínive. Los textos mesopotámicos identifican a Marte como la "estrella del juicio sobre el destino de los muertos". Los astrónomos del antiguo Egipto también documentaron a Marte como un objeto celeste errante y, en 1534 a. C., habían reconocido el movimiento retrógrado del planeta. Durante el Imperio Neobabilónico, los astrónomos babilónicos registraron meticulosamente las posiciones planetarias y observaron sistemáticamente su comportamiento. Para Marte, determinaron que el planeta completaba 37 períodos sinódicos, o 42 circuitos del zodíaco, cada 79 años, y desarrollaron métodos aritméticos para correcciones menores a las posiciones planetarias predichas. En la antigua Grecia, el planeta era conocido como Πυρόεις. La denominación griega común para el planeta ahora identificado como Marte era Ares. Posteriormente, los romanos le dieron el nombre de Marte, en honor a su dios de la guerra, frecuentemente simbolizado por la espada y el escudo asociados con el planeta homónimo.
En el siglo IV a. C., Aristóteles observó una ocultación de Marte por la Luna, deduciendo que el planeta estaba situado a una distancia mayor. Ptolomeo, un erudito griego que residía en Alejandría, se esforzó en modelar el movimiento orbital de Marte. El modelo astronómico de Ptolomeo y su completo conjunto de trabajos se compilaron en una colección de varios volúmenes que más tarde se denominó Almagest (derivado del árabe para "más grande"), que sirvió como tratado autorizado sobre astronomía occidental durante los siguientes catorce siglos. La literatura china antigua confirma que Marte fue reconocido por los astrónomos chinos a más tardar en el siglo IV a.C. Dentro de las culturas del este de Asia, a Marte se le denomina convencionalmente "estrella de fuego" (火星), en consonancia con el sistema Wuxing.
Observaciones modernas tempranas
En 1609, Johannes Kepler publicó una investigación de una década de duración sobre la órbita marciana, utilizando las mediciones de Tycho Brahe del paralaje diurno de Marte para establecer un cálculo preliminar de la distancia relativa del planeta. A partir de las observaciones de Marte realizadas por Brahe, Kepler dedujo que el planeta atravesaba una trayectoria elíptica, en lugar de circular, alrededor del Sol. Además, Kepler demostró que la velocidad orbital de Marte aumentaba al acercarse al Sol y disminuía al alejarse, fenómeno posteriormente aclarado por los físicos como una manifestación de la conservación del momento angular.
La aplicación astronómica inicial de un telescopio, que abarca observaciones de Marte, fue realizada por el astrónomo italiano Galileo Galilei en 1610. Posteriormente, se volvió a medir el paralaje diurno de Marte utilizando un telescopio para determinar la distancia Sol-Tierra, una hazaña realizada por primera vez por Giovanni Domenico Cassini en 1672. Sin embargo, la precisión de estas primeras mediciones de paralaje se vio limitada por la calidad rudimentaria del instrumentación disponible. En particular, la única ocultación registrada de Marte por parte de Venus ocurrió el 13 de octubre de 1590 y fue observada por Michael Maestlin en Heidelberg.
"Canales" marcianos
Durante el siglo XIX, los avances en la resolución de los telescopios permitieron la identificación de características de la superficie marciana. El 5 de septiembre de 1877 se produjo una oposición perihélica de Marte, lo que llevó al astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli a utilizar un telescopio de 22 centímetros (8,7 pulgadas) en Milán para la creación del primer mapa completo de Marte. Este mapa representaba llamativamente características que él designó como canali, que, aparte del cañón natural Valles Marineris, posteriormente se determinó que eran ilusiones ópticas. Estos supuestos canali fueron descritos como extensas formaciones lineales en la superficie marciana, a las que Schiaparelli asignó nombres de ríos terrestres prominentes. Aunque su término original significa "canales" o "surcos", en inglés se tradujo de manera generalizada e inexacta como "canales".
Inspirado por estas observaciones, el orientalista Percival Lowell estableció un observatorio equipado con telescopios de 30 y 45 centímetros (12 y 18 pulgadas). Esta instalación se dedicó a la exploración marciana durante la oposición óptima de 1894 y alineamientos posteriores menos favorables. Lowell fue autor de varios libros influyentes sobre Marte y la posible vida extraterrestre, lo que tuvo un impacto significativo en la percepción pública. Los canali también fueron informados de forma independiente por otros astrónomos, incluidos Henri Joseph Perrotin y Louis Thollon en Niza, que emplearon uno de los telescopios más grandes de la época.
Las variaciones estacionales observadas, caracterizadas por la recesión de los casquetes polares y la aparición de regiones oscuras durante los veranos marcianos, junto con la presencia de "canales", alimentaron una amplia especulación sobre la vida en Marte. Durante un largo período, se creyó ampliamente que Marte albergaba vastos mares y vegetación. Sin embargo, con el despliegue de telescopios cada vez más grandes, el número de canali largos y rectos observados disminuyó. En particular, durante las observaciones de Antoniadi en 1909 utilizando un telescopio de 84 centímetros (33 pulgadas), se identificaron patrones superficiales irregulares, pero no se discernieron canali.
Exploración inicial de la nave espacial
La Mars 1 de la Unión Soviética representó la primera nave espacial lanzada desde la Tierra destinada a Marte, ejecutando un sobrevuelo en 1963, aunque se perdió la comunicación durante su tránsito. Posteriormente, el Mariner 4 de la NASA se convirtió en la primera nave espacial en transmitir datos con éxito desde Marte. Lanzado el 28 de noviembre de 1964, logró su aproximación planetaria más cercana el 15 de julio de 1965. Mariner 4 identificó un débil cinturón de radiación marciano, aproximadamente el 0,1% de la intensidad de la Tierra, y adquirió las primeras imágenes del espacio profundo de otro planeta.
La llegada de naves espaciales a Marte durante las décadas de 1960 y 1970 desafió fundamentalmente numerosas percepciones preexistentes del planeta. Tras los resultados de los experimentos de detección de vida vikingos, el consenso científico predominante se desplazó hacia la hipótesis de un planeta geológicamente inactivo. Los datos adquiridos de Mariner 9 y Viking facilitaron la creación de mapas marcianos más precisos.
Reanudación de la exploración
Entre el cierre de Viking 1 en 1982 y 1997, Marte fue el destino de sólo tres sondas fallidas: Phobos 1 (1988) y Mars Observer (1993), que realizaron sobrevuelos sin establecer contacto, y Phobos 2 (1989), que experimentó un mal funcionamiento orbital antes de alcanzar su objetivo previsto, Phobos.
En 1997, Mars Pathfinder logró la distinción como la primera Misión exitosa del rover más allá de la Luna. Esta misión, junto con Mars Global Surveyor (operativa hasta finales de 2006), inició una presencia robótica continua y activa en Marte que persiste hasta el día de hoy. Estas misiones generaron mapas completos y muy detallados de la topografía marciana, su campo magnético y la composición mineral de la superficie.
Después de estas misiones pioneras, se envió a Marte una amplia gama de naves espaciales avanzadas sin tripulación, compuestas por orbitadores, módulos de aterrizaje y rovers. La NASA (Estados Unidos), JAXA (Japón), la ESA, el Reino Unido, ISRO (India), Roscosmos (Rusia), los Emiratos Árabes Unidos y CNSA (China) han realizado misiones exitosas. Estos esfuerzos tienen como objetivo investigar la superficie, el clima y la geología del planeta, dilucidando así los componentes históricos y los procesos dinámicos de la hidrosfera marciana, así como evidencia potencial de vida antigua.
Misiones en curso
A partir de 2023, Marte albergará diez naves espaciales operativas.
Actualmente, ocho naves espaciales operativas están orbitando Marte: 2001 Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN, ExoMars Trace Gas Orbiter, el orbitador Hope y el Tianwen-1. orbitador.
Además, hay dos rovers activos en la superficie marciana: el Mars Science Laboratory Curiosity y el Perseverance.
Se puede acceder en línea a mapas completos de Marte a través de varias plataformas, como Google Mars. La NASA ofrece dos recursos digitales dedicados: Mars Trek, que presenta visualizaciones planetarias derivadas de cinco décadas de datos exploratorios, y Experience Curiosity, una simulación interactiva que permite a los usuarios navegar por Marte en 3D con el rover Curiosity.
Misiones futuras
Las próximas misiones dirigidas a Marte incluyen:
- La nave espacial EscaPADE de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para el 13 de noviembre de 2025.
- La misión rover Rosalind Franklin, destinada a detectar evidencia de vida antigua, inicialmente tenía como objetivo un lanzamiento en 2018, pero ha experimentado múltiples aplazamientos, y su lanzamiento más temprano se proyecta ahora para 2028. La iniciativa recibió financiación renovada y se reinició en 2024.
- Actualmente se prevé un concepto de misión colaborativa entre la NASA y la ESA, centrado en recuperar muestras marcianas, para su lanzamiento en 2026.
- La Tianwen-3 de China, una misión diseñada para la devolución de muestras, está programada para su lanzamiento en 2028 o 2030.
En febrero de 2024, los escombros acumulados de tales misiones excedieron las siete toneladas, principalmente compuestas por naves espaciales estrelladas y extintas junto con componentes desechados.
En abril de 2024, la NASA encargó a varias entidades comerciales que realizaran estudios sobre la prestación de servicios que impulsarían los esfuerzos científicos robóticos en Marte. Las áreas de enfoque principales abarcan infraestructura de telecomunicaciones, transporte de carga útil y capacidades de imágenes de superficie.
Habitabilidad y potencial de habitación humana
A finales del siglo XIX, la comunidad astronómica suponía en gran medida que Marte poseía atributos propicios para la vida, como oxígeno y agua. Sin embargo, en 1894, W. W. Campbell del Observatorio Lick informó que "si hay vapor de agua u oxígeno en la atmósfera de Marte, es en cantidades demasiado pequeñas para ser detectadas por los espectroscopios disponibles en ese momento". Este hallazgo cuestionó numerosas mediciones contemporáneas e inicialmente suscitó escepticismo. Campbell y V. M. Slipher replicaron la investigación en 1909, empleando instrumentación mejorada, pero llegaron a conclusiones idénticas. La noción predominante de la habitabilidad de Marte similar a la de la Tierra no fue definitivamente refutada hasta que W. S. Adams corroboró estos hallazgos en 1925. A pesar de esto, las publicaciones sobre la biología marciana persistieron hasta la década de 1960, a menudo atribuyendo cambios estacionales marcianos a procesos biológicos en lugar de explicaciones alternativas.
Comprensión científica contemporánea de la habitabilidad planetaria, definida como la capacidad de un mundo para fomentar condiciones ambientales propicias para la génesis de vida: prioriza los planetas que tienen agua líquida en la superficie. Por lo general, esto requiere una órbita planetaria dentro de la zona habitable, que para el Sol se estima que abarca desde la órbita de la Tierra hasta aproximadamente la de Marte. Si bien Marte entra brevemente en esta zona durante el perihelio, su atmósfera tenue y de baja presión impide la presencia sostenida de agua líquida en áreas extensas. La evidencia histórica del flujo de agua líquida en Marte indica su potencial de habitabilidad en el pasado. Sin embargo, hallazgos recientes proponen que cualquier agua superficial marciana existente podría haber sido excesivamente salina y ácida para sustentar formas de vida terrestres típicas.
Las condiciones ambientales marcianas presentan obstáculos importantes para el sustento de la vida orgánica. El planeta exhibe una transferencia de calor mínima a través de su superficie, posee una protección inadecuada contra el bombardeo del viento solar debido a la ausencia de una magnetosfera y carece de presión atmosférica suficiente para mantener el agua en estado líquido, lo que hace que se sublime directamente en gas. Marte parece ser en gran medida, si no enteramente, geológicamente inerte; El cese de la actividad volcánica aparentemente ha detenido el crucial reciclaje de sustancias químicas y minerales entre la superficie y el interior del planeta.
La evidencia planetaria indica que Marte alguna vez fue sustancialmente más propicio para la vida que su estado actual; sin embargo, la existencia pasada de organismos vivos sigue siendo una cuestión sin resolver. Las sondas Viking de mediados de la década de 1970 llevaron a cabo experimentos destinados a identificar microorganismos en el suelo marciano en sus respectivos lugares de aterrizaje y arrojaron indicaciones positivas, como una elevación transitoria en la generación de CO§34§ tras la exposición al agua y a soluciones nutritivas. Estos hallazgos iniciales fueron posteriormente cuestionados por la comunidad científica, iniciando un discurso continuo. En particular, el científico de la NASA Gilbert Levin sostiene que las misiones Viking pueden haber detectado actividad biológica. Un examen realizado en 2014 del meteorito marciano EETA79001 reveló iones de clorato, perclorato y nitrato presentes en concentraciones lo suficientemente altas como para implicar su distribución generalizada en todo Marte. La radiación ultravioleta y de rayos X convertiría estos iones de clorato y perclorato en compuestos de oxicloro altamente reactivos, lo que sugiere que cualquier molécula orgánica existente necesitaría enterrarse bajo la superficie para su conservación.
La detección de trazas de metano y formaldehído por parte de los orbitadores de Marte se ha postulado como evidencia potencial de procesos biológicos, dada la rápida degradación de estos compuestos químicos dentro de la atmósfera marciana. Por el contrario, estos compuestos podrían regenerarse continuamente mediante actividad volcánica u otros mecanismos geológicos, como la serpentinización. Dentro de los cráteres de impacto marcianos también se ha identificado vidrio de impacto, un material generado por impactos de meteoritos y conocido en la Tierra por su capacidad para preservar biofirmas. De manera similar, este vidrio de impacto en Marte podría haber encapsulado evidencia de vida, suponiendo su presencia en el lugar del impacto.
En junio de 2024, la roca Cheyava Falls, identificada en Marte, fue clasificada por la NASA como una "firma biológica potencial". Posteriormente, el rover Perseverance adquirió una muestra central para su posible transporte a la Tierra y su análisis exhaustivo. Si bien son muy convincentes, los datos existentes impiden una determinación concluyente sobre la génesis biológica o abiótica de la roca.
Propuestas para Misiones Humanas
Se han presentado numerosas propuestas para misiones tripuladas a Marte; sin embargo, todavía no se ha realizado ninguno. La Ley de Autorización de la NASA de 2017 exigió un estudio de viabilidad para una misión tripulada a Marte a principios de la década de 2030, que posteriormente determinó que tal esfuerzo no era práctico. Además, en 2021, China articuló planes para una misión tripulada a Marte con objetivo 2033. Entidades privadas, incluida SpaceX, también han presentado iniciativas para expediciones humanas a Marte, con el objetivo final de asentamiento planetario. Para 2024, SpaceX había avanzado en el desarrollo de su vehículo de lanzamiento Starship, diseñado específicamente para la colonización de Marte. Según los planes difundidos por la empresa en abril de 2024, Elon Musk proyecta el establecimiento de una colonia marciana en las próximas dos décadas. Esta ambiciosa empresa se basaría en la producción en masa de vehículos Starship, el apoyo logístico inicial de la Tierra y la implementación de la utilización de recursos in situ en Marte, apuntando en última instancia a la completa autosuficiencia de la colonia. Se prevé que las posibles misiones humanas a Marte se alineen con la ventana de lanzamiento óptima, que se repite aproximadamente cada 26 meses. Fobos, una de las lunas de Marte, ha sido sugerida como posible ancla para un ascensor espacial. Más allá de las agencias espaciales gubernamentales y las empresas aeroespaciales privadas, organizaciones como The Mars Society y The Planetary Society defienden activamente la exploración humana de Marte.
Importancia cultural
Marte deriva su nombre del dios romano de la guerra (Ares en la mitología griega) y, además, los antiguos astrónomos griegos lo vincularon con el semidiós Heracles (Hércules romano), como lo documentó Aristóteles. Esta asociación marcial de Marte tiene su origen al menos en la astronomía babilónica, donde el planeta fue designado en honor a Nergal, la deidad de la guerra y la destrucción. Esta conexión temática ha perdurado en la cultura contemporánea, ejemplificada notablemente en la suite orquestal de Gustav Holst Los planetas, en la que el destacado primer movimiento caracteriza a Marte como "El portador de la guerra". El símbolo astronómico del planeta, que representa un círculo con una lanza apuntando hacia arriba y hacia la derecha, también sirve como representación convencional del género masculino. La procedencia de este símbolo se extiende al menos hasta el siglo XI, con un precursor potencial identificado en los papiros griegos Oxyrhynchus.
A finales del siglo XIX, el concepto de que Marte estaba habitado por seres inteligentes ganó considerable fuerza. Las observaciones de Schiaparelli sobre los "canali", junto con los extensos escritos de Percival Lowell, popularizaron la percepción de Marte como un planeta desecante, enfriándose y moribundo, hogar de civilizaciones antiguas dedicadas a la construcción de elaborados sistemas de irrigación. Otras numerosas observaciones y pronunciamientos de figuras prominentes alimentaron aún más lo que se conoció como "fiebre de Marte". Los mapas contemporáneos de alta resolución de la superficie marciana no han arrojado evidencia de estructuras o viviendas artificiales; sin embargo, persisten conjeturas pseudocientíficas sobre vida inteligente en Marte. Haciendo eco de las observaciones de canali, estas especulaciones frecuentemente derivan de interpretaciones de características de pequeña escala identificadas en imágenes de naves espaciales, incluidas supuestas "pirámides" y la "Cara de Marte". El astrónomo planetario Carl Sagan, en su obra Cosmos, articuló este fenómeno, afirmando: "Marte se ha convertido en una especie de escenario mítico en el que hemos proyectado nuestras esperanzas y temores terrestres".
La representación de Marte en las narrativas ficticias ha estado significativamente influenciada por su distintivo tono rojo y por las hipótesis científicas del siglo XIX que sugieren que las condiciones de su superficie podrían sustentar no sólo la vida sino también civilizaciones inteligentes. Este terreno fértil dio lugar a numerosas obras de ciencia ficción que exploran estos temas, incluida La guerra de los mundos de H. G. Wells, donde los marcianos intentan huir de su mundo moribundo invadiendo la Tierra; Las crónicas marcianas de Ray Bradbury, que describe a exploradores humanos erradicando inadvertidamente una civilización marciana; la serie Barsoom de Edgar Rice Burroughs; la novela de C. S. Lewis de 1938 Fuera del planeta silencioso; y varios cuentos de Robert A. Heinlein publicados antes de mediados de la década de 1960. Posteriormente, las representaciones marcianas se expandieron a los medios animados. Marvin el Marciano, un inteligente personaje cómico, debutó en Haredevil Hare (1948) dentro de los dibujos animados Looney Tunes de Warner Brothers y desde entonces ha mantenido un papel destacado en la cultura popular. A raíz de los datos proporcionados por las naves espaciales Mariner y Viking, que describían a Marte como un mundo árido y sin canales, las nociones anteriores sobre el planeta quedaron en gran medida descartadas. Si bien estos nuevos hallazgos científicos inicialmente presentaron una limitación creativa para muchos escritores de ciencia ficción, la comprensión post-Viking de Marte finalmente sirvió como una nueva fuente de inspiración para obras como la trilogía Mars de Kim Stanley Robinson.
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Notas
Referencias
Weinersmith, K., & Weinersmith, Z. (2023). Una ciudad en Marte: ¿Podemos colonizar el espacio? ¿Deberíamos colonizar el espacio? ¿Realmente hemos pensado en esto? Nueva York: Penguin Press. ISBN 978-1-9848-8172-4.
- Weinersmith K, Weinersmith Z (2023). Una ciudad en Marte: ¿podemos colonizar el espacio?, ¿deberíamos colonizar el espacio? ¿Hemos pensado realmente en esto?. Nueva York: Penguin Press. ISBN 978-1-9848-8172-4.Shindell, M. (2023). Por amor a Marte: una historia humana del planeta rojo. Chicago; Londres: The University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-82189-4.
- Mars Trek, un navegador de mapas integrado de mapas y conjuntos de datos para Marte
- Primera imagen televisiva de Marte (15 de julio de 1965), CNN News; 15 de julio de 2023