Las rocas de tonos azules en la parte superior izquierda de la imagen están agotadas en hierro porque se eliminó durante la meteorización en el antiguo Marte. Esta es una evidencia geológica de que el hierro se perdió de las rocas en condiciones reducidas. Crédito:Universidad de Hong Kong
Tanto la Tierra como Marte tienen actualmente atmósferas oxidantes, razón por la cual los materiales ricos en hierro en la vida diaria desarrollan óxido (un nombre común para el óxido de hierro) durante la reacción de oxidación del hierro y el oxígeno. La Tierra ha tenido una atmósfera oxidante durante aproximadamente 2500 millones de años, pero antes de eso, la atmósfera de este planeta se estaba reduciendo, no había óxido.
La transición de un planeta reducido a un planeta oxidado se conoce como el Gran Evento de Oxidación o GOE. Esta transición fue una parte central de la evolución de nuestro planeta, y fundamentalmente vinculado a la evolución de la vida aquí, específicamente a la prevalencia de la fotosíntesis que produce oxígeno. Los geólogos planetarios de HKU han descubierto que Marte experimentó un gran evento de oxigenación propio, hace miles de millones de años, el planeta rojo no era tan rojo.
El descubrimiento fue publicado recientemente en Astronomía de la naturaleza en un artículo dirigido por el estudiante de posgrado de investigación Jiacheng LIU y su asesor, el profesor asociado Dr. Joe MICHALSKI, ambos afiliados a la División de Investigación de Ciencias de la Tierra y Planetarias y al Laboratorio de Investigaciones Espaciales. Los investigadores utilizaron espectroscopia y teledetección infrarroja para medir la vibración molecular del material en la superficie marciana desde la órbita. para revelar la mineralogía y geoquímica de rocas antiguas en Marte. Mediante comparaciones detalladas de datos de teledetección infrarroja y datos recopilados en el laboratorio aquí en la Tierra, el equipo demostró que las rocas antiguas de Marte expuestas en la superficie habían sido erosionadas en condiciones reductoras, indicando que existía una atmósfera reducida.
Mucha gente es consciente de que Marte es frío y seco ahora, pero hace ~ 3500 millones de años, estaba más cálido y húmedo. Hacía suficiente calor para permitir la formación de canales fluviales, lagos y minerales que se formaron por interacción con el agua. Los científicos que han utilizado modelos matemáticos para restringir las condiciones de una atmósfera marciana temprana, han llegado a la conclusión de que se produjo un calentamiento de efecto invernadero, pero también concluyeron a partir de sus modelos que el invernadero debe haber incluido gases reducidos en lugar de dióxido de carbono, implicaba que podría haber existido una atmósfera reductora. Sin embargo, hasta ahora no ha habido ninguna evidencia de que la atmósfera reducida de Marte temprano realmente ocurriera. Este trabajo indica que sí existió.
Una vista tridimensional del lecho de roca erosionada muestra la exposición de rocas rojas ricas en Fe debajo de rocas de tono azul empobrecidas en Fe en la pared de un cráter. Crédito:Universidad de Hong Kong
Este proyecto implicó la detección remota infrarroja detallada de Marte, usando espectroscopía infrarroja para mapear minerales en expuestos, Unidades de roca erosionada. El trabajo se basó en un análisis detallado de rocas volcánicas erosionadas en la isla de Hainan en el suroeste de China. donde espesas secuencias de basalto, similar a las rocas volcánicas en Marte. Jiacheng Liu analizó las rocas alteradas sistemáticamente utilizando espectroscopia infrarroja en el laboratorio y produjo un artículo sobre esa investigación publicado recientemente en Applied Clay Science.
"Jiacheng ha llevado a cabo un proyecto de doctorado verdaderamente excelente, construido sobre un análisis cuidadoso en el laboratorio y la aplicación de esos resultados de laboratorio a la teledetección de Marte, "El Dr. Michalski comentó, "Jiacheng se ha basado en su trabajo detallado con muestras de la isla de Hainan para mostrar que se produjeron tendencias mineralógicas similares en las rocas de Marte".
El profesor asistente Dr. Ryan MCKENZIE de la División de Investigación de Ciencias de la Tierra y Planetarias también está impresionado por estos hallazgos. "Este es un estudio bastante notable con hallazgos que tendrán un impacto significativo en la forma en que entendemos la evolución temprana de los planetas terrestres y sus entornos superficiales. La transición de una atmósfera reductora a oxidante en la Tierra hace ~ 2.500 millones de años solo fue posible debido a la existencia de vida , ya que el oxígeno es un producto de desecho de procesos metabólicos como la fotosíntesis. Sin microbios que produzcan oxígeno, no se acumularía en nuestra atmósfera, y no pudimos estar aquí. Si bien es cierto que existen diferencias en las condiciones locales a las que se han sometido Marte y la Tierra durante sus historias evolutivas, mi mente no puede evitar empezar a pensar en lo que los resultados de Jiancheng pueden significar para una potencial biosfera marciana temprana, "Comentó el Dr. McKenzie.
Mientras la primera misión de China a MarsTianwen-1 está en marcha, llegó con éxito a la órbita de Marte el 10 de febrero y aterrizará en Marte en mayo de 2021, Los científicos se están preparando para un año emocionante de exploración y descubrimiento de Marte. Este trabajo demuestra cómo la espectroscopia y la teledetección conducen a descubrimientos fundamentales de gran importancia para comprender la historia de Marte. A medida que comenzamos a comprender la historia más antigua de Marte, Los investigadores están listos para buscar directamente cualquier señal de que haya existido vida en el antiguo Marte. y HKU planea estar en el centro de esta gran aventura científica.
