Un nuevo estudio revela que Marte probablemente tuvo un pasado frío y helado

Un nuevo estudio encuentra evidencia que apoya esto último al identificar similitudes entre los suelos encontrados en Marte y los de Terranova en Canadá, un clima subártico frío.

El estudio, publicado en Communications Earth and Environment, buscó suelos en la Tierra con materiales comparables a los del cráter Gale de Marte. Los científicos suelen utilizar el suelo para representar la historia medioambiental , ya que los minerales presentes pueden contar la historia de la evolución del paisaje a través del tiempo.

Comprender mejor cómo se formaron estos materiales podría ayudar a responder preguntas de larga data sobre las condiciones históricas del Planeta Rojo. Los suelos y las rocas del cráter Gale proporcionan un registro del clima de Marte entre 3 y 4 mil millones de años atrás, durante una época de agua relativamente abundante en el planeta, y el mismo período de tiempo en el que apareció la vida por primera vez en la Tierra.

Clima pasado de Marte en el cráter Gale

"El cráter Gale es un paleolago: obviamente había agua presente, pero ¿cuáles eran las condiciones ambientales cuando el agua estaba allí?", dice Anthony Feldman, un científico del suelo y geomorfólogo que ahora trabaja en el DRI. "Nunca vamos a encontrar un análogo directo a la superficie marciana, porque las condiciones son muy diferentes entre Marte y la Tierra. Pero podemos observar las tendencias en condiciones terrestres y usarlas para intentar extrapolarlas a las cuestiones marcianas".

El rover Curiosity de la NASA ha estado investigando el cráter Gale desde 2011 y ha descubierto una gran cantidad de materiales del suelo conocidos como "material amorfo de rayos X". Estos componentes del suelo carecen de la estructura atómica repetitiva típica que define a los minerales y, por lo tanto, no se pueden caracterizar fácilmente utilizando técnicas tradicionales como la difracción de rayos X.

Cuando se disparan rayos X a materiales cristalinos como un diamante, por ejemplo, los rayos X se dispersan en ángulos característicos según la estructura interna del mineral. Sin embargo, el material amorfo de rayos X no produce estas "huellas dactilares" características. Este método de difracción de rayos X fue utilizado por el rover Curiosity para demostrar que el material amorfo de rayos X comprendía entre el 15 y el 73% de las muestras de suelo y roca analizadas en el cráter Gale.

"Los materiales amorfos a rayos X son como gelatina", dice Feldman. "Es una sopa de diferentes elementos y sustancias químicas que se deslizan unas sobre otras".

El rover Curiosity también realizó análisis químicos de las muestras de suelo y roca y descubrió que el material amorfo era rico en hierro y sílice, pero deficiente en aluminio. Más allá de la limitada información química, los científicos aún no comprenden qué es el material amorfo ni qué implica su presencia sobre el entorno histórico de Marte. Descubrir más información sobre cómo se forman y persisten estos materiales enigmáticos en la Tierra podría ayudar a responder preguntas persistentes sobre el Planeta Rojo.

Feldman y sus colegas visitaron tres lugares en busca de material amorfo de rayos X similar: 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 serpentinos que los investigadores esperaban que fueran químicamente similares al material amorfo de rayos X del cráter Gale: rico en hierro y silicio, pero carente de aluminio.

Las tres ubicaciones también proporcionaron un rango de precipitaciones, nevadas y temperaturas que podrían ayudar a obtener información sobre el tipo de condiciones ambientales que producen material amorfo y fomentan su preservación.

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

"Esto demuestra que es necesario que haya agua para que se formen estos materiales", afirma Feldman. "Pero es necesario que las temperaturas medias anuales sean bajas, cercanas al punto de congelación, para preservar el material amorfo en los suelos".

A menudo se considera que el material amorfo es relativamente inestable, lo que significa que, a nivel atómico, los átomos aún no se han organizado en sus formas finales, más cristalinas.

"Hay algo en la cinética (o la velocidad de la reacción) que la está ralentizando para que estos materiales puedan conservarse en escalas de tiempo geológicas", afirma Feldman. "Lo que estamos sugiriendo es que las condiciones muy frías, cercanas a la congelación, son un factor cinético limitante particular que permite que estos materiales se formen y se conserven".

"Este estudio mejora nuestra comprensión del clima de Marte", añade Feldman. "Los resultados sugieren que la abundancia de este material en el cráter Gale es coherente con las condiciones subárticas, similares a las que veríamos, por ejemplo, en Islandia".

Referencia

Anthony D. Feldman et al, Fe-rich X-ray amorphous material records past climate and persistence of water on Mars, Communications Earth & Environment (2024). DOI: 10.1038/s43247-024-01495-4