A finales de julio de 2018, por fín se descubrió agua líquida en Marte. Aunque no exactamente en la superficie, sino bajo una capa de hielo de 1,5 kilómetros de grosor, en el polo sur del planeta rojo.
El agua descubierta está formando un lago de unos 20 kilómetros de largo, y es agua salada.
Tras muchos años de gastar dinero, al fin se ha encontrado agua líquida. Bueno, más que gastar dinero, ha sido tirarlo a la basura, porque es imposible encontrar agua líquida en la superficie de Marte, salvo que esté, como es este caso, sometido a una presión muy grande, como por ejemplo, debajo de más de un kilómetro de hielo.
Intentaré explicar el por qué.
El agua se puede presentar en tres estados (sólido, líquido o gaseoso), dependiendo de dos variables: la presión y la temperatura.
Todos sabemos lo que es la temperatura, y que la solemos medir en grados centígrados.
La presión a la que nos referimos es la presión atmosférica, es decir, la presión que ejerce el aire que tenemos sobre nuestra cabeza. Esa presión se mide en una unidad llamada atmósferas.
¿Y qué es una atmósfera? Es la presión que ejerce el aire sobre nuestro cuerpo cuando estamos a nivel del mar. ¿Cuánto aire tenemos por encima? Toda la atmósfera terrestre. Eso es una presión de una atmósfera
Si estamos en lo alto del Teide, no tenemos toda la atmósfera haciendo presión sobre nuestra cabeza, porque hay 3718 metros de aire por debajo de nosotros (esa es la altura del Teide)
En Marte hay atmósfera, pero es muy débil: apenas hace presión sobre los objetos que están en su superficie.
Y todo esto, ¿qué tiene que ver con la imposibilidad de que haya agua líquida en la superficie de Marte?
Existe un gráfico, llamado diagrama de fases del agua, que nos indica el estado físico del agua para cada presión y temperatura.
Imaginemos que estamos en Valencia, al nivel del mar. La presión que hay es exáctamente una atmósfera. Esa presión está marcada en verde. ¿Qué tenemos si la temperatura es inferior a cero grados centígrados? Hielo. A cero grados pasamos de tener hielo a agua líquida (es la temperatura de fusión del hielo). Si tenemos cien grados, pasamos de tener agua líquida a tener vapor de agua (es la temperatura de ebullición del hielo). A más de cien grados, tenemos vapor de agua.
¿Y en la superficie de Marte? La atmósfera marciana es tan debil, que su presión es menos de 0,006 atmósferas, y a esa presión, no importa la temperatura que haya; ya que nunca nos encontramos dentro de las condiciones necesarias para que haya agua líquida. A esas presiones tan bajas, con temperaturas frías tenemos hielo (hay casquetes polares en Marte), pero a temperaturas más cálidas, lo que tenemos es gas (hay vapor de agua en la atmósfera de Marte). Pero no tenemos agua líquida. Por eso no puede haber agua líquida en Marte, si no está, como se ha descubierto, sometida a una gran presión.
En las líneas de cambio de estado nos encontramos las condiciones en las que pasamos de un estado a otro (de sólido a líquido, de líquido a gas o de sólido a gas). Ya hemos visto las temperaturas a las que esto ocurre si estamos a nivel del mar, pero si estamos a mayor altura (es decir, cuando la presión es menor), las temperaturas también cambian. Si por ejemplo estamos en Madrid, a una altura de unos 600 metros sobre el nivel del mar, la presión es algo inferior a una atmósfera (muy poco, eso sí). Por tanto, si miramos el diagrama de fases. el agua se congela a un poco más de cero grados (muy poco, eso sí), y se convierte en vapor a una temperatura algo inferior a 100ºC; a unos 98ºC.
Esa es la razón por la que al preparar una paella en Madrid hay que echar más agua que si la preparamos en Valencia: en Valencia hierve a 100ºC, mientras que en Madrid lo hace a unos 98ºC. Al hervir antes, se evapora más agua.
Pero ¿qué es eso del punto triple, que está marcado en rosa en el gráfico? Son unas condiciones muy especiales (0,006 atmósferas y 0,01 grados), en los que tenemos los tres estados a la vez. Es decir, agua líquida que se está convirtiendo en hielo y a la vez se está evaporando. Es algo muy curioso, y se pueden obtener estas condiciones en el laboratorio.
¿Y eso del punto crítico? Pues es algo parecido al punto triple: son unas condiciones muy extrañas, en las que no es posible diferenciar si lo que tenemos es un sólido, un líquido o un gas.
Todo lo comentado aquí es para agua pura (H2O). Realmente, el agua de la paella tiene sales minerales. Y el agua encontrada en marte es un agua con muchas sales. Las sales rebajan el punto de fusión del agua (no se derrite a cero grados, sino a cuatro grados bajo cero; por ello al echar sal en las carreteras con nieve, ésta se derrite sin necesidad de alcanzar los cero grados). Para este tipo de agua, el diagrama de fases hay que desplazarlo ligeramente a la izquierda, afectando a las temperaturas de fusión y ebullición. Pero la imposibilidad de agua líquida en la superficie de Marte no la dictan las temperaturas; lo hace la presión. Y por mucha sal que haya, la atmósfera sigue sin ejercer la presión necesaria para sobrepasar el punto triple.
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