La erosión de la roca sedimentaria en el cráter Gale probablemente ocurrió bajo temperaturas similares a las de Islandia hace más de 3 mil millones de años. cuando el agua aún fluía en Marte. Los investigadores de la Universidad de Rice compararon los datos recopilados por el rover Curiosity, correlacionados con las condiciones en varios lugares de la Tierra, para tomar su determinación. Crédito:NASA
Había una vez, Las temporadas en el cráter Gale probablemente se parecieron a las de Islandia. Pero nadie estaba allí para abrigarse hace más de 3.000 millones de años.
El antiguo cráter marciano es el foco de un estudio realizado por científicos de la Universidad de Rice que compara datos del rover Curiosity con lugares de la Tierra donde formaciones geológicas similares han experimentado meteorización en diferentes climas.
El terreno basáltico de Islandia y el clima fresco, con temperaturas típicamente inferiores a 38 grados Fahrenheit, 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.
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 Planetas JGR toma datos de condiciones bien conocidas y variables en Islandia, Idaho y en todo el mundo para ver cuál proporcionó la mejor combinación para lo que el rover ve y siente en el cráter que abarca Mount Sharp.
El cráter una vez contuvo un lago, pero el clima que permitió que el agua lo llenara es objeto de un largo debate. Algunos argumentan que el primer Marte 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 Thorpe, ahora es un científico de retorno de muestras de Marte en el contratista del Centro Espacial Johnson de la NASA, Jacobs Space Exploration Group. "El clima antiguo probablemente era 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 tal manera que las antiguas rocas de Marte eran comparables a los sedimentos islandeses en un río y lago en la actualidad.
Una llanura sedimentaria alimentada por un río en Islandia se parece a lo que podría haber alimentado el cráter Gale de Marte hace más de 3.000 millones de años. Investigadores de la Universidad de Rice estudiaron datos de rover sobre rocas sedimentarias en el cráter y los compararon con formaciones similares en la Tierra para determinar cómo podría haber sido el clima en el cráter cuando se depositaron los sedimentos. Crédito:Michael Thorpe
"En la tierra, el registro de rocas sedimentarias hace un trabajo fantástico al madurar con el tiempo con la ayuda de la meteorización química, "Notó Thorpe." Sin embargo, en Marte vemos minerales muy jóvenes en las lutitas que son más antiguas que cualquier roca sedimentaria en la Tierra, sugiriendo que la meteorización fue limitada ".
Los investigadores estudiaron directamente los sedimentos de Idaho e Islandia, y recopiló estudios de sedimentos basálticos similares de una variedad de climas en todo el mundo, de la Antártida a Hawái, para poner entre paréntesis las condiciones climáticas que pensaban que eran posibles en Marte cuando el agua fluía hacia el cráter Gale.
"La Tierra nos proporcionó un excelente laboratorio en este estudio, donde podríamos usar una variedad de ubicaciones para ver los efectos de diferentes variables climáticas en la meteorización, y la temperatura media anual tuvo el efecto más fuerte para los tipos de rocas en el cráter Gale, "dijo Siebach, un 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 que se utiliza para inferir el clima pasado a partir de la meteorización química y física de una muestra.
"Como 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, "Siebach dijo." 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 media anual en Marte cuando el lago estaba presente, porque si fuera mas calido, entonces se habrían eliminado más de esos elementos, " ella 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 los más bajos, la parte más 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 en día, ", Dijo Siebach." Perseverance podría utilizar técnicas similares para comprender el clima antiguo alrededor de su lugar de aterrizaje en el cráter Jezero ".
En paralelo, cambio climático, especialmente en Islandia, puede cambiar los lugares de la Tierra más adecuados para comprender el pasado en ambos planetas, ella dijo.
Siebach es profesor asistente de la Tierra, ciencias ambientales y planetarias en Rice. Hurowitz es profesor asociado de geociencias en Stony Brook.
