Sedimentos extraidos de un río y un lago en Islandia presentan una composición mineral muy similar a la superficie del cráter Gale de Marte estudiada por el rover Curiosity, el cuál arroja los datos de cuando el planeta rojo era un mundo húmedo hace más de 3 mil millones de años.
El antiguo cráter marciano es el foco de un estudio realizado por científicos de la Universidad Rice que compara datos del rover Curiosity con lugares de la Tierra donde formaciones geológicas similares han experimentado meteorización en diferentes climas.
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El terreno basáltico y el clima fresco de Islandia, con temperaturas típicamente inferiores a 3 grados Celsius, resultó ser el análogo más cercano al antiguo Marte. El estudio determinó que la temperatura tuvo el mayor impacto en cómo las rocas formadas a partir de sedimentos depositados por antiguas corrientes marcianas fueron erosionadas por el clima.
El estudio realizado por el alumno postdoctoral Michael Thorpe y la geóloga marciana Kirsten Siebach de Rice y el geocientífico Joel Hurowitz de la Universidad Estatal de Nueva York en Stony Brook se propuso responder preguntas sobre las fuerzas que afectaban las arenas y el barro en el antiguo lecho del lago.
Resultado de la misión Curiosity en Marte
Los datos recopilados por Curiosity durante sus viajes desde que aterrizó en Marte en 2012 proporcionan detalles sobre los estados químicos y físicos de las lutitas formadas en un lago antiguo, pero la química no revela directamente las condiciones climáticas cuando el sedimento se erosionó río arriba. Para eso, los investigadores tuvieron que buscar rocas y suelos similares en la Tierra para encontrar una correlación entre los planetas.
El estudio publicado en JGR Planets toma datos de condiciones bien conocidas y variables en Islandia, Idaho y en todo el mundo para ver cuál proporciona la mejor coincidencia con lo que ve y siente el rover en el cráter que abarca el Monte Sharp.
El cráter alguna vez contuvo un lago, pero el clima que permitió que el agua lo llenara es objeto de un largo debate. Algunos argumentan que el Marte temprano era cálido y húmedo, y que los ríos y lagos estaban comúnmente presentes. Otros piensan que hacía frío y seco y que los glaciares y la nieve eran más comunes.
"Las rocas sedimentarias en el cráter Gale, en cambio, detallan un clima que probablemente se encuentra entre estos dos escenarios", dijo en un comunicado Thorpe, ahora científico de retorno de muestras de Marte en el contratista del Centro Espacial Johnson de la NASA, Jacobs Space Exploration Group. "El clima antiguo era probablemente gélido, pero también parece haber mantenido agua líquida en los lagos durante períodos prolongados".
Los investigadores se sorprendieron de que hubiera tan poca erosión de las rocas en Marte después de más de 3 mil millones de años, de modo que las antiguas rocas de Marte eran comparables a los sedimentos islandeses en un río y lago en la actualidad.
"En la Tierra, el registro de rocas sedimentarias hace un trabajo fantástico al madurar con el tiempo con la ayuda de la meteorización química", señaló Thorpe. "Sin embargo, en Marte vemos minerales muy jóvenes en las lutitas que son más antiguas que cualquier roca sedimentaria de la Tierra, lo que sugiere que la meteorización fue limitada".
Región con climas similares en todo el mundo
Los investigadores estudiaron directamente los sedimentos de Idaho e Islandia y compilaron estudios de sedimentos basálticos similares de una variedad de climas en todo el mundo, desde la Antártida hasta Hawai, para marcar las condiciones climáticas que creían posibles en Marte cuando el agua fluía hacia el cráter Gale.
"La Tierra nos proporcionó un excelente laboratorio en este estudio, donde pudimos usar una variedad de ubicaciones para ver los efectos de diferentes variables climáticas en la meteorización, y la temperatura anual promedio tuvo el efecto más fuerte para los tipos de rocas en el cráter Gale", dijo Siebach, miembro del equipo de Curiosity que será un operador de Perseverance después de que el nuevo módulo de aterrizaje aterrice en febrero.
"La variedad de climas en la Tierra nos permitió calibrar nuestro termómetro para medir la temperatura en el antiguo Marte".
La composición de arena y barro en Islandia fue la más cercana a Marte según el análisis a través del índice químico estándar de alteración (CIA), una herramienta geológica básica utilizada para inferir el clima pasado a partir de la meteorización química y física de una muestra.
"A medida que el agua fluye a través de las rocas para erosionarlas y capearlas, disuelve los componentes químicos más solubles de los minerales que forman las rocas", dijo Siebach. "En Marte, vimos que solo una pequeña fracción de los elementos que se disuelven más rápido se habían perdido del lodo en relación con las rocas volcánicas, a pesar de que el lodo tiene el tamaño de grano más pequeño y generalmente es el más degradado.
"Esto realmente limita la temperatura anual promedio en Marte cuando el lago estaba presente, porque si fuera más cálido, entonces se habrían eliminado más de esos elementos", dijo.
Los resultados también indicaron que el clima cambió con el tiempo de condiciones similares a las de la Antártida para volverse más islandesas, mientras que los procesos fluviales continuaron depositando sedimentos en el cráter. Este cambio muestra que la técnica se puede utilizar para ayudar a rastrear los cambios climáticos en el antiguo Marte.
Si bien el estudio se centró en la parte más baja y antigua de los sedimentos del lago que Curiosity ha explorado, otros estudios también han indicado que el clima marciano probablemente fluctuó y se volvió más seco con el tiempo. "Este estudio establece una forma de interpretar esa tendencia de manera más cuantitativa, en comparación con los climas y entornos que conocemos bien en la Tierra hoy".
lnb