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Un nuevo mapa de Marte muestra las ubicaciones y abundancias de minerales acuosos

Un nuevo mapa de Marte está cambiando la forma en que pensamos sobre el pasado acuoso del planeta y muestra dónde deberíamos aterrizar en el futuro.

Mapa global de Marte de minerales hidratados: Los datos del Mars Express de la ESA y el Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA se han utilizado para crear el primer mapa global detallado de depósitos minerales hidratados en Marte. Crédito: ESA/Mars Express (OMEGA) y NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)

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El mapa muestra depósitos minerales en todo el planeta y ha sido creado minuciosamente durante la última década utilizando datos del mars Express Observatoire pour la Mineralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité (OMEGA) de la NASA y el instrumento Mars Reconnaissance Orbiter Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) de la NASA.

Específicamente, el mapa muestra las ubicaciones y abundancias de minerales acuosos. Estos son de rocas que han sido alteradas químicamente por la acción del agua en el pasado, y típicamente se han transformado en arcillas y sales.

Mapa global de minerales hidratados en Marte anotado. Crédito: ESA/Mars Express (OMEGA) y NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)

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En la Tierra, las arcillas se forman cuando el agua interactúa con las rocas, con diferentes condiciones que dan lugar a diferentes tipos de arcillas. Por ejemplo, los minerales de arcilla como la esmectita y la vermiculita se forman cuando cantidades relativamente pequeñas de agua interactúan con la roca y, por lo tanto, retienen principalmente los mismos elementos químicos que las rocas volcánicas originales. En el caso de la esmectita y la vermiculita esos elementos son el hierro y el magnesio. Cuando la cantidad de agua es relativamente alta, las rocas pueden alterarse más. Los elementos solubles tienden a ser arrastrados dejando atrás arcillas ricas en aluminio como el caolín.

La gran sorpresa es la prevalencia de estos minerales. Hace diez años, los científicos planetarios sabían de alrededor de 1000 afloramientos en Marte. Esto los hizo interesantes como rarezas geológicas. Sin embargo, el nuevo mapa ha invertido la situación, revelando cientos de miles de tales áreas en las partes más antiguas del planeta.

“Este trabajo ahora ha establecido que cuando se estudian los terrenos antiguos en detalle, no ver estos minerales es en realidad la rareza”, dice John Carter, Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) y Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), Université Paris-Saclay y Aix Marseille Université, Francia.

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Este es un cambio de paradigma para nuestra comprensión de la historia del planeta rojo. A partir del menor número de minerales acuosos que sabíamos previamente que estaban presentes, era posible que el agua estuviera limitada en su extensión y duración. Ahora, no puede haber duda de que el agua jugó un papel muy importante en la configuración de la geología en todo el planeta.

Ahora, la gran pregunta es si el agua era persistente o se limitaba a episodios más cortos e intensos. Si bien aún no proporcionan una respuesta definitiva, los nuevos resultados ciertamente brindan a los investigadores una mejor herramienta para buscar la respuesta.

“Creo que colectivamente hemos simplificado demasiado Marte”, dice John. Explica que los científicos planetarios han tendido a pensar que solo unos pocos tipos de minerales de arcilla en Marte se crearon durante su período húmedo, luego, a medida que el agua se secó gradualmente, se produjeron sales en todo el planeta.

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Este nuevo mapa muestra que es más complicado de lo que se pensaba. Si bien muchas de las sales marcianas probablemente se formaron más tarde que las arcillas, el mapa muestra muchas excepciones donde hay una mezcla íntima de sales y arcillas, y algunas sales que se presume que son más antiguas que algunas arcillas.

“La evolución de mucha agua a no agua no es tan clara como pensábamos, el agua no se detuvo de la noche a la mañana. Vemos una enorme diversidad de contextos geológicos, de modo que ningún proceso o línea de tiempo simple puede explicar la evolución de la mineralogía de Marte. Ese es el primer resultado de nuestro estudio. La segunda es que si se excluyen los procesos de vida en la Tierra, Marte exhibe una diversidad de mineralogía en entornos geológicos tal como lo hace la Tierra”, dice.

En otras palabras, cuanto más nos acercamos, más complejo se vuelve el pasado de Marte.

Minerales ricos en agua en el cráter Jezero. Crédito: ESA/Mars Express (OMEGA) y NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)

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Los instrumentos OMEGA y CRISM son ideales para esta encuesta. Sus conjuntos de datos son altamente complementarios, trabajan en el mismo rango de longitud de onda y son sensibles a los mismos minerales. CRISM proporciona de forma única imágenes espectrales de alta resolución de la superficie (hasta 15 m / píxel) para parches altamente localizados de Marte, y lo convierte en el más adecuado para mapear pequeñas regiones de interés, como los sitios de aterrizaje del rover. Por ejemplo, el mapeo muestra que el cráter Jezero, donde el rover Perseverance 2020 de la NASA está explorando actualmente, muestra una rica variedad de minerales hidratados.

OMEGA, por otro lado, proporciona cobertura global de Marte a mayor resolución espectral y con una mejor relación señal-ruido. Esto lo hace más adecuado para el mapeo global y regional, y para discriminar entre los diferentes minerales de alteración.

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Los resultados se presentan en un par de artículos, escritos por John, Lucie Riu y sus colegas. Lucie estaba en el Instituto de Ciencia Espacial y Astronáutica (ISAS), la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA), Sagamihara, Japón, cuando se realizó parte del trabajo, pero ahora es investigadora de la ESA en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC) de la ESA en Madrid.

Con las detecciones básicas en la mano, Lucie decidió dar el siguiente paso y cuantificar las cantidades de los minerales que estaban presentes. “Si sabemos dónde y en qué porcentaje está presente cada mineral, nos da una mejor idea de cómo se podrían haber formado esos minerales”, dice.

Este trabajo también brinda a los planificadores de misiones algunos excelentes candidatos para futuros sitios de aterrizaje, por dos razones. En primer lugar, los minerales acuosos todavía contienen moléculas de agua. Junto con las ubicaciones conocidas de hielo de agua enterrado, esto proporciona posibles ubicaciones para extraer agua para la utilización de recursos in situ, clave para el establecimiento de bases humanas en Marte. Las arcillas y las sales también son materiales de construcción comunes en la Tierra.

Minerales ricos en agua en Oxia Planum. Crédito: ESA/Mars Express (OMEGA) y NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)

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En segundo lugar, incluso antes de que los humanos vayan a Marte, los minerales acuosos proporcionan lugares fantásticos en los que realizar la ciencia. Como parte de esta campaña de mapeo de minerales, se descubrió el sitio rico en arcilla de Oxia Planum. Estas arcillas antiguas incluyen los minerales ricos en hierro y magnesio de la esmectita y la vermiculita. No solo pueden ayudar a desbloquear el clima pasado del planeta, sino que son sitios perfectos para investigar si la vida una vez comenzó en Marte. Como tal, Oxia Planum fue propuesto y finalmente seleccionado como el sitio de aterrizaje para el rover Rosalind Franklin de la ESA.

“Esto es lo que me interesa, y creo que este tipo de trabajo de mapeo ayudará a abrir esos estudios en el futuro”, dice Lucie.

Como siempre cuando se trata de Marte, cuanto más aprendemos sobre el planeta, más fascinante se vuelve.

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