Una nueva investigación revela el pasado frío y helado de Marte

Un nuevo estudio ha encontrado pistas importantes que se esconden en el suelo del Planeta Rojo.

Investigaciones recientes comparan el suelo de la Tierra y… Marte El estudio sugiere que el clima histórico de Marte fue frío y subártico, similar al de Terranova. El estudio se centró en materiales amorfos en el suelo del cráter Gale, que pueden haberse conservado en condiciones casi congeladas, proporcionando nuevos conocimientos sobre las condiciones ambientales de Marte y la posibilidad de vida en él.

Explorando el clima pasado de Marte a través del suelo de la Tierra

La cuestión de si Marte alguna vez albergó vida ha ocupado la imaginación de los científicos y del público durante décadas. La esencia de este descubrimiento es conocer mejor el clima del planeta vecino en el pasado: ¿Era el planeta cálido y húmedo, con mares y ríos muy similares a los de nuestro planeta? ¿O era demasiado frío y helado y, por lo tanto, quizás era menos probable que sustentara la vida tal como la conocemos?

Un nuevo estudio ha encontrado evidencia que respalda esta opinión al identificar similitudes entre los suelos encontrados en Marte y los encontrados en Terranova de Canadá, una región con un clima subártico frío.

Borde y suelo del cráter Gale vistos desde el rover Curiosity de la NASA. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

Información sobre el análisis del suelo del cráter Gale

El estudio fue publicado en la revista Comunicaciones tierra y medio ambiente. El 7 de julio, Los científicos buscaron suelo en la Tierra que contenga materiales similares a los encontrados en el cráter Gale en Marte. Los científicos suelen utilizar el suelo para representar la historia ambiental, ya que los minerales presentes pueden contar la historia de la evolución de un paisaje a lo largo del tiempo. Comprender más sobre cómo se forman estos materiales podría ayudar a responder preguntas de larga data sobre las condiciones históricas en el Planeta Rojo. El suelo y las rocas del cráter Gale proporcionan un registro del clima de Marte hace entre 3 y 4 mil millones de años, durante un período de agua relativamente abundante en el planeta, el mismo período en el que apareció la vida por primera vez en la Tierra.

“El cráter Gale es un antiguo lecho de lago y claramente había agua allí”, dice Anthony Feldman, científico del suelo y morfólogo terrestre que ahora trabaja en DRI. “Pero ¿cuáles eran las condiciones ambientales cuando el agua estaba allí? «Directamente a la superficie de Marte, porque las condiciones son muy diferentes entre Marte y la Tierra, pero podemos observar las tendencias en condiciones terrestres y usarlas para intentar extrapolar preguntas sobre Marte».

El sitio de estudio se encuentra en las tierras altas de Terranova. Crédito de la foto: Anthony Feldman/DRI

Desafíos en el análisis de materiales marcianos

El rover Curiosity de la NASA ha estado examinando el cráter Gale desde 2011 y ha encontrado una gran cantidad de material de suelo conocido como «material amorfo de rayos X». Estos componentes del suelo carecen de la típica estructura atómica repetitiva que define a los minerales y, por lo tanto, no pueden caracterizarse fácilmente utilizando técnicas convencionales como la difracción de rayos X. Cuando se disparan rayos X contra materiales cristalinos como el diamante, por ejemplo, los rayos X se dispersan en distintos ángulos según la estructura interna del metal. Sin embargo, la materia amorfa de rayos X no produce estas «huellas dactilares» características. Curiosity utilizó este método de difracción de rayos X para demostrar que la materia amorfa de rayos X constituye entre el 15 y el 73% de las muestras de suelo y rocas analizadas en el cráter Gale.

«Se puede pensar en los materiales amorfos obtenidos de los rayos X como gelatina», dice Feldman, «es una mezcla de diferentes elementos y sustancias químicas que se deslizan unos sobre otros».

El rover Curiosity también realizó análisis químicos en muestras de suelo y rocas y descubrió que el material amorfo es rico en hierro y sílice pero carece de aluminio. Más allá de la información química limitada, los científicos aún no comprenden qué es la materia amorfa o qué significa su presencia en relación con el entorno histórico marciano. Descubrir más información sobre cómo se forman y persisten estos misteriosos materiales en la Tierra puede ayudar a responder preguntas persistentes sobre el Planeta Rojo.

Estudios de campo que simulan las condiciones marcianas.

Feldman y sus colegas visitaron tres sitios en busca de materiales amorfos similares a los rayos X: las mesetas del Parque Nacional Gros Morne en Terranova, las montañas Klamath en el norte de California y el oeste de Nevada. Estos tres sitios tenían suelos erosionados que los investigadores predijeron que eran químicamente similares al material amorfo de rayos X en el cráter Gale: rico en hierro y silicio pero carente de aluminio. Los tres sitios también proporcionaron una variedad de precipitaciones, nevadas y temperaturas que pueden ayudar a proporcionar información sobre el tipo de condiciones ambientales que producen material amorfo y fomentan su preservación.

En cada sitio, el equipo de investigación examinó el suelo mediante análisis de difracción de rayos X y microscopía electrónica de transmisión, lo que les permitió ver los materiales del suelo con un nivel más detallado. Las condiciones subárticas en Terranova han producido materiales químicamente similares a los encontrados en el cráter Gale que también carecen de estructura cristalina. Los suelos producidos en climas más cálidos como California y Nevada no lo fueron.

«Esto demuestra que se necesita agua allí para formar estos materiales», dice Feldman, «pero las condiciones tienen que ser frías y la temperatura media anual cercana al punto de congelación para preservar el material amorfo en el suelo».

Los materiales amorfos a menudo se consideran relativamente inestables, lo que significa que a nivel atómico, los átomos aún no están organizados en sus formas finales, más cristalinas. «Hay algo en la cinética (o velocidad de reacción) que la ralentiza para que estos materiales puedan conservarse en escalas de tiempo geológico», dice Feldman. «Lo que proponemos es que se produzcan condiciones muy frías, cercanas al punto de congelación. un factor limitante en el movimiento que permite que estos materiales se formen y preserven”.

«Este estudio mejora nuestra comprensión del clima de Marte», afirma Feldman. «Los resultados sugieren que la abundancia de este material en el cráter Gale es consistente con condiciones subpolares, similares a las que podríamos ver en Islandia, por ejemplo».

Referencia: “La materia amorfa de rayos X rica en hierro registra el clima pasado y la persistencia del agua en Marte” por Anthony D. Feldman y Elizabeth M. Hausrath y Elizabeth B. Rampe, Valerie Tu y Tanya S. Beretiazko, Christopher DeFelice y Thomas Sharp, 7 de julio de 2024. Comunicaciones tierra y medio ambiente..
DOI: 10.1038/s43247-024-01495-4