Marte comparado con la Tierra – Universe Today

En un momento, los astrónomos creían que la superficie de Marte estaba atravesada por sistemas de canales. Esto, a su vez, dio lugar a la especulación de que Marte era muy parecido a la Tierra, capaz de albergar vida y ser el hogar de una civilización nativa. Pero a medida que los satélites humanos y los rovers comenzaron a realizar sobrevuelos y estudios del planeta, esta visión de Marte se disolvió rápidamente y fue reemplazada por una en la que el Planeta Rojo era un mundo frío, seco y sin vida.

Sin embargo, en las últimas décadas, los científicos han aprendido mucho sobre la historia de Marte que también ha alterado esta visión. Ahora sabemos que, aunque actualmente Marte puede ser muy frío, muy seco y muy inhóspito, no siempre fue así. Además, hemos llegado a ver que incluso en su forma actual, Marte y la Tierra tienen mucho en común.

Entre los dos planetas, existen similitudes en tamaño, inclinación, estructura, composición e incluso la presencia de agua en sus superficies. Dicho esto, también tienen muchas diferencias clave que harían que vivir en Marte fuera una preocupación creciente entre muchos humanos (mirándote a ti, Elon Musk y ¡Bas Lansdorp!), un reto importante. Repasemos estas similitudes y las diferencias de manera ordenada, ¿de acuerdo?

Tamaños, Masas y Órbitas:

En términos de tamaño y masa, la Tierra y Marte son bastante diferentes. Con un radio medio de 6371 km y una masa de 5.97×10²⁴ kg, La Tierra es el quinto planeta más grande y el quinto más masivo del Sistema Solar, y el más grande de los planetas terrestres. Mientras tanto, Marte tiene un radio de aproximadamente 3396 km en su ecuador (3376 km en sus regiones polares), lo que equivale a aproximadamente 0,53 Tierras. Sin embargo, su masa es de solo 6,4185 x 10²³ kg, que es alrededor del 10,7 % de la de la Tierra.

Del mismo modo, el volumen de la Tierra es un considerable 1,08321 x 10¹² kilómetros³, que supone 1.083 millones de kilómetros cúbicos. En comparación, Marte tiene un volumen de 1,6318 x 10¹¹ km³ (163 mil millones de kilómetros cúbicos), que es el equivalente a 0,151 Tierras. Entre esta diferencia de tamaño, masa y volumen, la gravedad de la superficie de Marte es de 3,711 m/s², lo que equivale al 37,6 % de la Tierra (0,376 gramo).

En cuanto a sus órbitas, la Tierra y Marte también son bastante diferentes. Por ejemplo, la Tierra orbita alrededor del Sol a una distancia promedio (también conocida como eje semi-mayor) de 149,598,261 km – o una Unidad Astronómica (AU). Esta órbita tiene una excentricidad muy pequeña (aprox. 0,0167), lo que significa que su órbita oscila entre 147 095 000 km (0,983 AU) en el perihelio hasta 151 930 000 km (1,015 AU) en el afelio.

En su mayor distancia del Sol (afelio), Marte orbita a una distancia de aproximadamente 249 200 000 km (1,666 UA). En el perihelio, cuando está más cerca del Sol, orbita a una distancia de aproximadamente 206 700 000 km (1,3814 UA). A estas distancias, la Tierra tiene un período orbital de 365,25 eurossi (1,000017 años julianos) mientras que Marte tiene un período orbital de 686,971 días (1,88 años terrestres).

Sin embargo, en términos de su rotación sideral (tiempo que tarda el planeta en completar una sola rotación sobre su eje), la Tierra y Marte están nuevamente en el mismo barco. Mientras la Tierra toma precisamente 23h 56m y 4 s para completar una sola rotación sideral (0,997 días terrestres), Marte hace lo propio en unas 24 horas y 40 minutos. Esto significa que un día marciano (también conocido como Sol) está muy cerca de un solo día en la Tierra.

La inclinación axial de Marte es muy similar a la de la Tierra, con una inclinación de 25,19° con respecto a su plano orbital (mientras que la inclinación axial de la Tierra es de poco más de 23°). Esto significa que Marte también experimenta estaciones y variaciones de temperatura similares a las de la Tierra (ver más abajo).

Estructura y Composición:

miArth y Marte son similares cuando se trata de su composición básica, dado que ambos son planetas terrestres. Esto significa que ambos se diferencian entre un núcleo metálico denso y un manto y una corteza suprayacentes compuestos por materiales menos densos (como rocas de silicato). Sin embargo, la densidad de la Tierra es mayor que la de Marte: 5,514 g/cm³ comparado con 3,93 g/cm³ (o 0.71 Tierras), lo que indica que la región central de Marte contiene más elementos más ligeros que los de la Tierra.

La región central de la Tierra está formada por un núcleo interno sólido que tiene un radio de aproximadamente 1220 km y un núcleo externo líquido que se extiende hasta un radio de aproximadamente 3400 km. Tanto el núcleo interno como el externo están compuestos de hierro y níquel, con trazas de elementos más livianos, y juntos, se suman a un radio que es tan grande como el propio Marte. Los modelos actuales del interior de Marte sugieren que su región central tiene aproximadamente 1.794 ± 65 kilómetros (1.115 ± 40 millas) de radio y está compuesta principalmente de hierro y níquel con alrededor de 16-17% de azufre.

Ambos planetas tienen un manto de silicato que rodea sus núcleos y una corteza superficial de material sólido. El manto de la Tierra, que consiste en un manto superior de material ligeramente viscoso y un manto inferior que es más sólido, tiene aproximadamente 2890 km (1790 millas) de espesor y está compuesto de rocas de silicato ricas en hierro y magnesio. La corteza terrestre tiene un espesor promedio de 40 km (25 millas) y está compuesta de rocas ricas en hierro y magnesio (es decir, rocas ígneas) y granito (rico en sodio, potasio y aluminio).

Comparativamente, el manto de Marte es bastante delgado, mide entre 1300 y 1800 kilómetros (800 a 1100 millas) de espesor. Al igual que la Tierra, se cree que este manto está compuesto de roca de silicato que es rica en minerales en comparación con la corteza y que es parcialmente viscoso (lo que da como resultado corrientes de convección que dan forma a la superficie). Mientras tanto, la corteza tiene un promedio de unos 50 km (31 millas) de espesor, con un máximo de 125 km (78 millas). Esto lo hace unas tres veces más grande que la corteza terrestre, en relación con el tamaño de los dos planetas.

Ergo, los dos planetas son similares en composición, debido a su estatus común como planetas terrestres. Y aunque ambos se diferencian entre un núcleo metálico y capas de material menos denso, existe cierta variación en términos de cuán proporcionalmente gruesas son sus respectivas capas.

Características de la superficie:

Cuando se trata de las superficies de la Tierra y Marte, las cosas vuelven a ser un caso de contrastes. Naturalmente, son las diferencias las que son más evidentes cuando se compara la Tierra Azul con el Planeta Rojo, como sugieren los apodos. A diferencia de otros planetas en nuestro Sistema Solar, la gran mayoría de la Tierra está cubierta de agua líquida, aproximadamente el 70% de la superficie, o 361,132 millones de km² (139,43 millones de millas cuadradas) para ser exactos.

La superficie de Marte está seca, polvorienta y cubierta de suciedad que es rica en óxido de hierro (también conocido como óxido, lo que le da una apariencia rojiza). Sin embargo, se sabe que existen grandes concentraciones de agua helada dentro de los casquetes polares: Planum Boreum y Plano Austral. Además, un manto de permafrost se extiende desde el polo hasta latitudes de unos 60°, lo que significa que existe agua helada debajo de gran parte de la superficie marciana. Los datos de radar y las muestras de suelo han confirmado la presencia de agua subterránea poco profunda también en las latitudes medias.

En cuanto a las similitudes, la Tierra y Marte tienen terrenos que varían considerablemente de un lugar a otro. En la Tierra, tanto por encima como por debajo del nivel del mar, existen formaciones montañosas, volcanes, escarpas (trincheras), cañones, mesetas y llanuras abisales. Las porciones restantes de la superficie están cubiertas por montañas, desiertos, llanuras, mesetas y otros accidentes geográficos.

Marte es bastante similar, con una superficie cubierta por cadenas montañosas, llanuras arenosas e incluso algunas de las dunas de arena más grandes del Sistema Solar. También tiene la montaña más grande del Sistema Solar, el volcán en escudo Olympus Mons, y el abismo más largo y profundo del Sistema Solar: Valles Marineris.

La Tierra y Marte también han experimentado muchos impactos de asteroides y meteoritos a lo largo de los años. Sin embargo, los propios cráteres de impacto de Marte están mucho mejor conservados, y muchos datan de miles de millones de años. La razón de esto es la baja presión del aire y la falta de precipitaciones en Marte, lo que da como resultado una tasa de erosión muy lenta. Sin embargo, esto no siempre fue así.

Marte tiene discernible barrancos y canales en su superficie, y muchos científicos creen que el agua líquida solía fluir a través de ellos. Al compararlos con características similares en la Tierra, se cree que estos se formaron, al menos parcialmente, por la erosión del agua. Algunos de estos canales son bastante grandes, alcanzando los 2.000 kilómetros de largo y los 100 kilómetros de ancho.

Entonces, aunque hoy se ven bastante diferentes, la Tierra y Marte alguna vez fueron bastante similares. Y procesos geológicos similares ocurrieron en ambos planetas para darles el tipo de terreno variado que ambos tienen actualmente.

Atmósfera y temperatura:

La presión atmosférica y las temperaturas son otra forma en la que la Tierra y Marte son bastante diferentes. La Tierra tiene una atmósfera densa compuesta por cinco capas principales: la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera y la exosfera. En comparación, Marte es muy delgado, con una presión que oscila entre 0,4 y 0,87 kPa, lo que equivale a aproximadamente el 1% de la Tierra al nivel del mar.

La atmósfera de la Tierra también está compuesta principalmente de nitrógeno (78%) y oxígeno (21%) con trazas de vapor de agua, dióxido de carbono y otras moléculas gaseosas. Marte está compuesto por un 96 % de dióxido de carbono, un 1,93 % de argón y un 1,89 % de nitrógeno junto con trazas de oxígeno y agua. Encuestas recientes también han observado pequeñas cantidades de metano, con una concentración estimada de alrededor de 30 partes por billón (ppb).

Debido a esto, existe una diferencia considerable entre la temperatura promedio de la superficie de la Tierra y Marte. En la Tierra, es de aproximadamente 14 °C, con mucha variación debido a la región geográfica, la elevación y la época del año. La temperatura más alta jamás registrada en la Tierra fue de 70,7 °C (159 °F) en el desierto de Lut de Irán, mientras que la temperatura más fría fue de -89,2 °C (-129 °F) en la estación soviética Vostok en la meseta antártica.

Debido a su delgada atmósfera y su mayor distancia del Sol, la temperatura de la superficie de Marte es mucho más fría, con un promedio de -46 °C (-51 °F). Sin embargo, debido a su eje inclinado y excentricidad orbital, Marte también experimenta variaciones considerables de temperatura. Estos se pueden ver en forma de una temperatura baja de -143 °C (-225,4 °F) durante el invierno en los polos, y una temperatura máxima de 35 °C (95 °F) durante el verano y el mediodía en el ecuador.

La atmósfera de Marte también es bastante polvorienta y contiene partículas que miden 1,5 micrómetros de diámetro, que es lo que le da al cielo marciano un color rojizo cuando se ve desde la superficie. El planeta también experimenta tormentas de polvo, que pueden convertirse en lo que parecen pequeños tornados. Las tormentas de polvo más grandes ocurren cuando el polvo es arrastrado a la atmósfera y se calienta desde el Sol.

Básicamente, la Tierra tiene una atmósfera densa que es rica en oxígeno y vapor de agua, y que generalmente es cálida y propicia para la vida. Mientras tanto, Marte es generalmente muy frío, pero a veces puede calentarse bastante. También es bastante seco y muy polvoriento.

Campos magnéticos:

Cuando se trata de campos magnéticos, la Tierra y Marte están en marcado contraste entre sí. En la Tierra, el efecto dínamo creado por la rotación del núcleo interno de la Tierra, en relación con la rotación del planeta, genera las corrientes que se supone que son la fuente de su campo magnético. La presencia de este campo es de extrema importancia tanto para la atmósfera terrestre como para la vida en la Tierra tal como la conocemos.

Esencialmente, la magnetosfera de la Tierra sirve para desviar la mayoría de las partículas cargadas del viento solar que, de lo contrario, eliminarían la capa de ozono y expondrían a la Tierra a la radiación dañina. El campo varía en intensidad entre aproximadamente 25 000 y 65 000 nanoteslas (nT), o 0,25–0,65 unidades Gauss (G).

Hoy, Marte tiene campos magnéticos débiles en varias regiones del planeta que parecen ser el remanente de una magnetosfera. Estos campos fueron medidos por primera vez por el Mars Global Surveyor, que indicó campos de intensidades inconsistentes que medían como máximo 1500 nT (~16-40 veces menos que la Tierra). En las tierras bajas del norte, las cuencas de impacto profundo y la provincia volcánica de Tharsis, la intensidad del campo es muy baja. Pero en la antigua corteza del sur, que no ha sido perturbada por impactos gigantes ni vulcanismo, la intensidad del campo es mayor.

Esto parecería indicar que Marte tuvo una magnetosfera en el pasado, y las explicaciones sobre cómo la perdió varían. Algunos sugieren que fue expulsado, junto con la mayor parte de la atmósfera de Marte, por un gran impacto durante el Bombardeo pesado tardío. Este impacto, se razona, también habría alterado el flujo de calor en el núcleo de hierro de Marte, deteniendo el efecto dínamo que habría producido el campo magnético.

Otra teoría, basada en la NASA Misión MAVEN para estudiar la atmósfera marciana, dice que Marte perdió su magnetosfera cuando el planeta más pequeño se enfrió, provocando que su efecto dínamo cesara hace unos 4.200 millones de años. Durante los siguientes cientos de millones de años, el poderoso viento solar del Sol arrancó partículas de la atmósfera marciana desprotegida a un ritmo de 100 a 1000 veces mayor que el actual. Esto a su vez es lo que hizo que Marte perdiera el agua líquida que existía en su superficie, ya que el ambiente se volvió cada vez más frío, seco e inhóspito.

Satélites:

La Tierra y Marte también son similares en el sentido de que ambos tienen satélites que los orbitan. En el caso de la Tierra, ésta no es otra que La Luna, nuestro único satélite natural y la fuente de las mareas de la Tierra. Su existencia se conoce desde tiempos prehistóricos y ha jugado un papel importante en las tradiciones mitológicas y astronómicas de todas las culturas humanas. Además, su tamaño, masa y otras características se utilizan como punto de referencia al evaluar otros satélites.

La Luna es uno de los satélites naturales más grandes del Sistema Solar y es el segundo satélite más denso de aquellos cuyas lunas se conocen las densidades (después del satélite de Júpiter yo). Su diámetro, de 3.474,8 km, es un cuarto del diámetro de la Tierra; y en 7.3477 × 10²² kg, su masa es el 1,2% de la masa de la Tierra. Su densidad media es 3,3464 g/cm³ , que equivale aproximadamente a 0,6 de la Tierra. Todo esto da como resultado que nuestra Luna posea una gravedad que es aproximadamente el 16,54% de la fuerza de la Tierra (también conocida como. 1,62 m/s²).

La Luna varía en órbita alrededor de la Tierra, pasando de 362.600 km en el perigeo a 405.400 km en el apogeo. Y como la mayoría de los satélites conocidos dentro de nuestro Sistema Solar, el período de rotación sideral de la Luna (27,32 días) es igual a su período orbital. Esto significa que la Luna está bloqueada por mareas con la Tierra, con un lado mirando constantemente hacia nosotros mientras que el otro está mirando hacia el otro lado.

Gracias a los exámenes de las rocas lunares que fueron traídas a la Tierra, la teoría predominante establece que la Luna se creó hace aproximadamente 4.500 millones de años a partir de una colisión entre la Tierra y un objeto del tamaño de Marte (conocido como Theia). Esta colisión creó una enorme nube de escombros que comenzó a dar vueltas alrededor de nuestro planeta, que eventualmente se unieron para formar la Luna que vemos hoy.

Marte tiene dos satélites pequeños, Phobos y Deimos. Estas lunas fueron descubiertas en 1877 por el astrónomo Asaph Hall y recibieron su nombre de personajes mitológicos. De acuerdo con la tradición de derivar nombres de la mitología clásica, Fobos y Deimos son los hijos de Ares, el dios griego de la guerra que inspiró al dios romano Marte. Phobos representa el miedo, mientras que Deimos representa el terror o el pavor.

Fobos mide unos 22 km (14 millas) de diámetro y orbita a Marte a una distancia de 9.234,42 kilometros cuando está en el periapsis (más cercano a Marte) y 9.517,58 kilometros cuando está en apoapsis (más lejano). A esta distancia, Fobos está por debajo de la altitud sincrónica, lo que significa que solo tarda 7 horas en orbitar Marte y se acerca gradualmente al planeta. Los científicos estiman que en 10 a 50 millones de años, Fobos podría estrellarse contra la superficie de Marte o romperse en una estructura de anillo alrededor del planeta.

Mientras tanto, Deimos mide unos 12 km (7,5 millas) y gira alrededor del planeta a una distancia de 23.455,5 kilometros (periápsis) y 23.470,9 kilometros (apoapsis). Tiene un período orbital más largo, tardando 1,26 días en completar una rotación completa alrededor del planeta. Marte puede tener lunas adicionales de menos de 50 a 100 metros (160 a 330 pies) de diámetro, y se predice un anillo de polvo entre Fobos y Deimos.

Los científicos creen que estos dos satélites alguna vez fueron asteroides que fueron capturados por la gravedad del planeta. El bajo albedo y el condrita carbónica La composición de ambas lunas, que es similar a la de los asteroides, respalda esta teoría, y la órbita inestable de Fobos parecería sugerir una captura reciente. Sin embargo, ambas lunas tienen órbitas circulares cerca del ecuador, lo cual es inusual para los cuerpos capturados.

Entonces, mientras que la Tierra tiene un solo satélite que es bastante grande y denso, Marte tiene dos satélites que son pequeños y lo orbitan a una distancia comparativamente cercana. Y mientras que la Luna se formó a partir de los propios escombros de la Tierra después de una colisión bastante severa, los satélites de Marte probablemente fueron asteroides capturados.

Conclusión:

Bien, repasemos. La Tierra y Marte tienen su parte de similitudes, pero también algunas diferencias bastante marcadas.

Radio medio: 6.371 kilometros 3.396 kilometros

Masa: 59,7×10²³ kg 6,42 x 10²³ kg

Volumen: 10,8×10¹¹ kilómetros³ 1,63 x 10¹¹ km³

Semieje mayor: 0,983 – 1,015 AU 1,3814 – 1,666 AU

Presión del aire: 101,325 kPa 0,4 – 0,87 kPa

Gravedad: 9,8 m/s² 3,711 m/s²

Promedio La temperatura: 14 °C (57,2 °F) -46 °C (-51 °F)

Temperatura. Variaciones: ±160 °C (278 °F) ±178 °C (320 °F)

Inclinación axial: 23° 25,19°

Duración del día: 24 horas 24h 40m

Duración del año: 365,25 eurossí 686.971 días

Agua: Abundante Intermitente (principalmente congelado)

Casquetes polares: Si si

En resumen, comparado con la Tierra, Marte es un planeta bastante pequeño, seco, frío y polvoriento. Tiene una gravedad comparativamente baja, muy poca atmósfera y no hay aire respirable. Y los años también son muy largos, casi el doble de los de la Tierra, de hecho. Sin embargo, el planeta tiene una buena cantidad de agua (aunque principalmente en forma de hielo), tiene ciclos estacionales similares a los de la Tierra, variaciones de temperatura similares y un día que es casi tan largo.

Todos estos factores deberán abordarse si alguna vez los seres humanos quieren vivir allí. Y mientras que con algunos se puede trabajar, con otros habrá que superarlos o adaptarlos. Y para eso, tendremos que apoyarnos bastante en nuestra tecnología (es decir, terraformación y geoingeniería). ¡La mejor de las suertes para aquellos que deseen aventurarse allí algún día y que no planeen volver a casa!

Hemos escrito muchos artículos sobre Marte aquí en Universe Today. Aquí hay un artículo sobre lo difícil que será aterrizar grandes cargas útiles en la superficie de Marte, y aquí hay un artículo sobre el misterio del metano de Marte.

Y aquí hay algunos sobre la distancia entre la Tierra y Marte, la gravedad de Marte y si los humanos pueden vivir en Marte.

Si desea obtener más información sobre Marte, consulte Comunicados de prensa del Hubblesite sobre Martey aquí hay un enlace a la Página de inicio de la exploración de Marte de la NASA.

Y asegúrese de revisar la NASA Exploración del sistema solar: cuadro comparativo de la Tierra y Marte

Hemos grabado varios podcasts sobre Marte. Incluido Episodio 52: Marte y Episodio 92: Misiones a Marte, Parte 1.

Fuentes: