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    Nuevos estudios sobre la formación de arcilla proporcionan pistas sobre el clima marciano temprano

    Las antiguas rocas de Noé en Marte están mapeadas en gris claro con redes de valles coloreadas en tonos azules y arcillas superficiales marcadas en amarillo. Dos lugares con abundantes arcillas de esmectita formadas en ambientes superficiales incluyen Mawrth Vallis (MV) y Nili Fossae (NF). El rover del Mars Science Laboratory (MSL) se encuentra actualmente en el cráter Gale (GC), donde también se han encontrado arcillas esmectitas. Crédito:Instituto SETI

    Nueva investigación publicada en Astronomía de la naturaleza busca comprender cómo se formó la arcilla superficial en Marte a pesar de su clima frío.

    El clima en los inicios de Marte ha presentado un enigma para los científicos planetarios porque las características de la superficie, como las redes de valles, indican que había abundante agua líquida y los minerales arcillosos que se encuentran en la mayoría de las rocas superficiales antiguas necesitan temperaturas aún más cálidas para formarse. mientras que los modelos atmosféricos generalmente soportan un clima frío en los inicios de Marte. Este nuevo estudio dirigido por Janice Bishop del Instituto SETI y el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley ha abordado esta cuestión investigando las condiciones necesarias para la formación de las antiguas arcillas superficiales.

    Parte de este enigma del clima de Marte temprano se reduce a cuán "cálido" es cálido. Actualmente, la temperatura de Marte está por debajo del punto de congelación, pero sabemos que una vez debió haber estado lo suficientemente caliente como para que el agua líquida forjara rasgos en la superficie. Sin embargo, el agua fría no es lo suficientemente caliente para que se formen arcillas superficiales. "Nos dimos cuenta de que para restringir mejor el clima marciano temprano, necesitábamos comprender las condiciones de formación de las arcillas marcianas, "dijo Bishop.

    Este estudio evaluó los tipos de arcillas presentes en la antigüedad, alteraron rocas en Marte y las separaron en 3 categorías:1) Arcillas ricas en Mg formadas a altas temperaturas (100-400 ° C) debajo de la superficie (por ejemplo, mezclas de saponita, serpentina, clorito talco, y carbonato), 2) arcillas formadas a temperaturas cálidas (20-50 ° C) en lagos, arroyos o ambientes lluviosos (esmectitas dioctaédricas ricas en Fe o ricas en Al), y 3) aluminosilicatos poco cristalinos como el alofano formado a bajas temperaturas ( <20 ° C). Los autores utilizaron resultados de la intemperie en el campo, experimentos de síntesis de arcilla en el laboratorio, y modelado geoquímico de la formación de arcilla.

    Una vista de filosilicatos de tonos claros en Mawrth Vallis, Marte capturado por la cámara estéreo de alta resolución (HRSC) volada en Mars Express y proporcionada por DLR y la Universidad Libre de Berlín. Esta imagen ilustra las características del agua que atraviesan los depósitos de arcilla de la superficie gruesa. Crédito:Instituto SETI

    Los autores postulan que los ambientes cálidos y húmedos a corto plazo, que ocurren esporádicamente en un Marte temprano generalmente frío, permitió la formación de las ocurrencias de esmectita superficial observadas en Marte.

    Más lejos, hay una compensación entre la temperatura y el tiempo.

    Temperaturas más frías (15-20 ° C estacional, diurna Tmax) requeriría períodos sostenidos de alta proporción agua / roca en Marte para producir los afloramientos de esmectita observados. Esto podría significar cientos de millones de años a 5 ° C de temperatura media global media en Marte, lo cual es poco probable dados los modelos actuales de la atmósfera.

    El modelado geoquímico de la formación de nontronita muestra que la formación es casi inexistente por debajo de 10 ° C y aún muy lenta hasta 20 ° C. La reacción avanza significativamente más rápido hasta 40 ° C y más. Crédito:Instituto SETI

    Esmectita de superficie (notronita, montmorillonita) pueden haberse formado rápidamente durante períodos breves de temperaturas cálidas (25-40 ° C estacional, Tmax diurno). Esto podría significar decenas de miles o millones de años a una temperatura media global media de 10-15 ° C en Marte a intervalos durante cientos de millones de años. Estas temperaturas elevadas podrían haber sido causadas por vulcanismo, cambios de oblicuidad, o grandes impactos.

    Comprender el clima en los primeros tiempos de Marte proporciona limitaciones sobre cuándo había agua líquida en la superficie y es esencial para determinar en qué parte de Marte buscar vida. Las arcillas son el mineral hidratado más abundante en Marte; por lo tanto, definir sus condiciones de formación es un gran paso hacia la comprensión del entorno geoquímico en Marte.

    Este diagrama ilustra la línea de tiempo del agua (azul) en la superficie de Marte. El antiguo Marte probablemente estaba frío con eventos de calentamiento transitorio que permitieron la formación de las arcillas superficiales (verdes) en agua cálida (20-40 ° C). Estas arcillas superficiales han persistido en climas generalmente fríos y secos desde su formación, pero se cortan por eventos fluviales que surgen después de la formación de las arcillas que pueden haber sido lo suficientemente calientes para formar agua líquida pero no lo suficientemente calientes para formar arcillas adicionales. Crédito:Instituto SETI




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