Un cráter de impacto en Marte, llamado Melas Dorsa, y sus alrededores muestran una rica historia geológica. La imagen fue creada por Mars Express de la Agencia Espacial Europea. Los estudios de la transformación de una versión sintética de un mineral conocido como whitlockita sugieren que Marte tuvo un pasado más rico en agua de lo que se pensaba. Crédito:G. Neukum / ESA, DLR, FU Berlín
Marte puede haber sido un lugar más húmedo de lo que se pensaba, según la investigación realizada sobre meteoritos marcianos simulados, en parte, en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab).
En un estudio publicado hoy en la revista Comunicaciones de la naturaleza , Los investigadores encontraron evidencia de que un mineral encontrado en los meteoritos marcianos, que había sido considerado como una prueba de un antiguo ambiente seco en Marte, pudo haber sido originalmente un mineral que contenía hidrógeno que podría indicar una historia más rica en agua para el Planeta Rojo.
Científicos de la Universidad de Nevada, Las Vegas (UNLV), quien dirigió un equipo de investigación internacional en el estudio, creó una versión sintética de un mineral que contiene hidrógeno conocido como whitlockita.
Después de experimentos de compresión de choque en muestras de whitlockite que simularon
las condiciones de expulsión de meteoritos de Marte, los investigadores estudiaron su composición microscópica con experimentos de rayos X en la fuente de luz avanzada (ALS) de Berkeley Lab y en la fuente de fotones avanzada (APS) del laboratorio nacional de Argonne.
Los experimentos de rayos X mostraron que la whitlockita puede deshidratarse a causa de tales choques, formando merrilita, un mineral que se encuentra comúnmente en los meteoritos marcianos pero que no se encuentra naturalmente en la Tierra.
Cristales formados naturalmente del mineral whitlockita, que es raro en la Tierra, son visibles en esta muestra que se exhibe en el Museo Real de Ontario de Canadá. Crédito:Wikimedia Commons
"Esto es importante para deducir cuánta agua podría haber estado en Marte, y si el agua era del propio Marte en lugar de cometas o meteoritos, "dijo Martin Kunz, un científico del personal del ALS de Berkeley Lab que participó en estudios de rayos X de las muestras de whitlockite impactadas.
"Si incluso una parte de merrillita hubiera sido whitlockita antes, cambia drásticamente el presupuesto de agua de Marte, "dijo Oliver Tschauner, profesor de investigación en el Departamento de Geociencias de la UNLV que codirigió el estudio con Christopher Adcock, profesor asistente de investigación en la UNLV.
Y como la whitlockita se puede disolver en agua y contiene fósforo, un elemento esencial para la vida en la Tierra, y la merrilita parece ser común a muchos meteoritos marcianos, el estudio también podría tener implicaciones para la posibilidad de vida en Marte.
"La pregunta principal aquí es sobre el agua en Marte y su historia temprana en Marte:¿Hubo alguna vez un entorno que permitió una generación de vida en Marte?" Tschauner dijo.
Las presiones y temperaturas generadas en los experimentos de choque, si bien es comparable con el impacto de un meteorito, duró solo unas 100 mil millonésimas de segundo, o alrededor de una décima a una centésima parte del tiempo que dura el impacto real de un meteorito.
El hecho de que los experimentos mostraran una conversión incluso parcial a merrilita en estas condiciones creadas en el laboratorio, un impacto de mayor duración probablemente habría producido una "conversión casi completa" a merrilita, Tschauner dijo.
Añadió que este último estudio parece ser uno de los primeros de su tipo en detallar los efectos de choque en la whitlockita sintética. que es raro en la Tierra.
Los investigadores volaron las muestras de whitlockita sintética con placas de metal disparadas con una pistola presurizada a gas a velocidades de hasta aproximadamente media milla por segundo. o alrededor de 1, 678 millas por hora, y a presiones de hasta aproximadamente 363, 000 veces mayor que la presión del aire en una pelota de baloncesto.
"Se necesita un impacto muy severo para acelerar el material lo suficientemente rápido como para escapar de la atracción gravitacional de Marte, "Dijo Tschauner.
En ALS de Berkeley Lab, Los investigadores utilizaron un haz de rayos X para estudiar la estructura microscópica de muestras de whitlockite impactadas en una técnica conocida como difracción de rayos X. La técnica permitió a los investigadores diferenciar entre merrilita y whitlockita en las muestras impactadas.
El cráter de Mojave en Marte, que se cree que es la fuente de algunos meteoritos marcianos encontrados en la Tierra, se muestra aquí en una representación producida por la cámara HIRISE en el Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. Crédito:NASA JPL-Caltech, Universidad de Arizona
Experimentos de rayos X separados llevados a cabo en el APS de Argonne Lab mostraron que hasta el 36 por ciento de la whitlockita se transformó en merrilita en el sitio del impacto de la placa de metal con el mineral. y que el calentamiento generado por el choque en lugar de la compresión puede desempeñar el papel más importante en la transformación de la whitlockita en merrilita.
También hay evidencia de que el agua líquida fluye en Marte hoy, aunque todavía no ha habido pruebas científicas de que haya existido vida en Marte. En 2013, Los científicos planetarios informaron que las rayas oscuras que aparecen en las laderas marcianas probablemente estén relacionadas con los flujos periódicos de agua que resultan de los cambios de temperatura. Basaron su análisis en datos del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA.
Y en noviembre de 2016, Los científicos de la NASA informaron que un gran cuerpo subterráneo de agua helada en una región de Marte contiene el equivalente a toda el agua del Lago Superior. el más grande de los Grandes Lagos. Las exploraciones de rover también han encontrado evidencia de la antigua abundancia de agua basada en el análisis de rocas superficiales.
"El único eslabón que falta ahora es demostrar que (merrilita) tenía, De hecho, realmente ha sido whitlockite marciano antes, ", Dijo Tschauner." Tenemos que volver a los meteoritos reales y ver si había rastros de agua ".
Adcock y Tschauner están realizando otra ronda de estudios utilizando luz infrarroja en el ALS para estudiar muestras reales de meteoritos marcianos. y también estamos planeando estudios de rayos X de estas muestras reales este año.
La oscuridad, estrecho, En esta representación, se infiere que las rayas de 100 metros de largo que fluyen cuesta abajo dentro del cráter Hale en Marte se han formado por el agua que fluye en esta imagen de color falso que se colocó en un modelo digital del terreno. Crédito:NASA JPL, Universidad de Arizona
Muchos meteoritos marcianos encontrados en la Tierra parecen provenir de un período de hace unos 150 millones a 586 millones de años, y la mayoría son probablemente de la misma región de Marte. Estos meteoritos son esencialmente excavados desde una profundidad de aproximadamente un kilómetro por debajo de la superficie por el impacto inicial que los envió al espacio. por lo que no son representativos de la geología más reciente en la superficie de Marte, Tschauner explicó.
"La mayoría de ellos son muy similares en la composición de las rocas, así como en los minerales que están ocurriendo, y tienen una edad de impacto similar, ", dijo. Es probable que Marte se haya formado hace unos 4.600 millones de años, aproximadamente al mismo tiempo que la Tierra y el resto de nuestro sistema solar.
Incluso con estudios más detallados de meteoritos marcianos junto con imágenes térmicas de Marte tomadas desde orbitadores, y muestras de rocas analizadas por rovers que atraviesan la superficie del planeta, la mejor evidencia de la historia del agua de Marte sería una roca marciana real tomada del planeta y transportada de regreso a la Tierra, intacto, para estudios detallados, señalaron los investigadores.
"Es muy importante conseguir una roca que no haya sido 'pateada'" como lo han hecho los meteoritos marcianos, dijo Kunz, para conocer más sobre la historia del agua en el planeta.
