Un nuevo estudio revela que los impactos de asteroides en el antiguo Marte podrían haber producido ingredientes clave para la vida si la atmósfera marciana fuera rica en hidrógeno. Una atmósfera temprana rica en hidrógeno en Marte también podría explicar cómo el planeta permaneció habitable después de que su atmósfera se adelgazara. El estudio utilizó datos del rover Curiosity de la NASA en Marte y fue realizado por investigadores del equipo de instrumentos Sample Analysis at Mars (SAM) de Curiosity y colegas internacionales.

Estos ingredientes clave son nitritos (NO ₂ ) y nitratos (NO ₃ ), formas fijas de nitrógeno que son importantes para el establecimiento y la sostenibilidad de la vida tal como la conocemos. Curiosity los descubrió en muestras de suelo y rocas que tomó mientras atravesaba el cráter Gale, el sitio de antiguos lagos y sistemas de aguas subterráneas en Marte.

Para comprender cómo se pudo haber depositado el nitrógeno fijo en el cráter, Los investigadores necesitaban recrear la atmósfera marciana primitiva aquí en la Tierra. El estudio, dirigido por el Dr. Rafael Navarro-González y su equipo de científicos en el Instituto de Ciencias Nucleares de la Universidad Nacional Autónoma de México en la Ciudad de México, utilizó una combinación de modelos teóricos y datos experimentales para investigar el papel que desempeña el hidrógeno en la transformación del nitrógeno en nitritos y nitratos utilizando la energía de los impactos de asteroides. El artículo fue publicado en enero en el Journal of Geophysical Research:planetas .

En el laboratorio, El grupo utilizó pulsos de rayos láser infrarrojos para simular las ondas de choque de alta energía creadas por los asteroides que chocan contra la atmósfera. Los pulsos se concentraron en un matraz que contenía mezclas de hidrógeno, gases de nitrógeno y dióxido de carbono, que representa la atmósfera marciana temprana. Después de las explosiones láser, la mezcla resultante se analizó para determinar la cantidad de nitratos formados. Los resultados fueron sorprendentes, por decir lo menos.

"La gran sorpresa fue que el rendimiento de nitrato aumentó cuando se incluyó hidrógeno en los experimentos de choque láser que simulaban impactos de asteroides, ", dijo Navarro-González." Esto era contrario a la intuición ya que el hidrógeno conduce a un ambiente deficiente en oxígeno, mientras que la formación de nitrato requiere oxígeno. Sin embargo, la presencia de hidrógeno condujo a un enfriamiento más rápido del gas calentado por choque, atrapando óxido nítrico, el precursor del nitrato, a temperaturas elevadas donde su rendimiento fue mayor ".

Aunque estos experimentos se llevaron a cabo en un entorno de laboratorio controlado a millones de millas del Planeta Rojo, los investigadores querían simular los resultados obtenidos de Curiosity utilizando el instrumento SAM en el rover. SAM toma muestras perforadas de la roca o recogidas de la superficie por el brazo mecánico del rover y las hornea para observar las huellas químicas de los gases liberados.

"SAM on Curiosity fue el primer instrumento para detectar nitratos en Marte, "dijo Christopher McKay, coautor del artículo en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California. "Debido a los bajos niveles de gas nitrógeno en la atmósfera, El nitrato es la única forma de nitrógeno biológicamente útil en Marte. Por lo tanto, su presencia en el suelo es de gran importancia astrobiológica. Este documento nos ayuda a comprender las posibles fuentes de ese nitrato ".

¿Por qué los efectos del hidrógeno eran tan fascinantes? Aunque la superficie de Marte es fría e inhóspita hoy, Los científicos creen que una atmósfera más densa enriquecida en gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el vapor de agua puede haber calentado el planeta en el pasado. Algunos modelos climáticos muestran que la adición de hidrógeno en la atmósfera puede haber sido necesaria para elevar las temperaturas lo suficiente como para tener agua líquida en la superficie.

"Tener más hidrógeno como gas de efecto invernadero en la atmósfera es interesante tanto por el bien de la historia climática de Marte como por la habitabilidad". "dijo Jennifer Stern, un geoquímico planetario en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y uno de los co-investigadores del estudio. "Si tiene un vínculo entre dos cosas que son buenas para la habitabilidad:un clima potencialmente más cálido con agua líquida en la superficie y un aumento en la producción de nitratos, que son necesarios para la vida, es muy emocionante. Los resultados de este estudio sugieren que estas dos cosas, que son importantes para la vida, encajan y uno realza la presencia del otro ".

Aunque la composición de la atmósfera marciana primitiva sigue siendo un misterio, Estos resultados pueden proporcionar más piezas para resolver este rompecabezas climático.