Se espera que la próxima década traiga una verdadera bonanza para la ciencia de los planetas: las misiones espaciales están programadas para traer muestras de roca de la luna, Marte, la luna marciana de Fobos y un asteroide primitivo. Y los científicos dicen que existe una nueva técnica para determinar la edad de rocas, meteoritos e incluso artefactos, que podría ayudar a abrir una nueva era de descubrimiento.
Un grupo de la Universidad de Chicago y el Museo Field de Historia Natural probaron un instrumento fabricado por Thermo Fisher Scientific en una pieza de un meteorito marciano apodado “Belleza Negra” y pudieron datarlo de forma rápida y precisa probándolo con un pequeño láser. haz: una mejora significativa con respecto a las técnicas anteriores, que implicaba mucho más trabajo y destruía partes de la muestra. Su investigación se publica en el Journal of Analytical Atomic Spectrometry.
“Estamos muy entusiasmados con este estudio de demostración, ya que creemos que podremos emplear el mismo enfoque para fechar rocas que serán devueltas por múltiples misiones espaciales en el futuro”, dijo Nicolas Dauphas, profesor de Ciencias Geofísicas de Louis Block. en la Universidad de Chicago y primer autor de un estudio que presenta los resultados. “La próxima década será alucinante en términos de exploración planetaria”.
Rock de años
Los científicos han estado usando isótopos para estimar las edades de los especímenes durante más de un siglo. Este método aprovecha el hecho de que ciertos tipos de elementos son inestables y se convertirán lentamente en otros tipos a un ritmo lento y predecible. En este caso, los científicos aprovechan el hecho de que el rubidio-87 se convertirá en estroncio-87, por lo que cuanto más antigua sea la roca, más estroncio-87 tendrá.
La datación con rubidio se puede utilizar para determinar las edades de rocas y objetos que tienen miles de millones de años; se usa ampliamente para comprender cómo se formaron la luna, la Tierra y el sistema solar, para comprender el sistema de tuberías de magma debajo de los volcanes y para rastrear la migración humana y los oficios en arqueología.
Anteriormente, sin embargo, la forma de realizar esta medición llevaría semanas y destruiría parte de la muestra.
Para realizar esas pruebas con el método convencional, “tomas tu trozo de roca, lo trituras con un martillo, disuelves los minerales con químicos y usas un laboratorio especial ultralimpio para procesarlos, y luego lo llevas a un espectrómetro de masas para medirlo”. los isótopos”, explicó la coautora del estudio María Valdés, investigadora postdoctoral en el Centro Robert A. Pritzker de Meteoritos y Estudios Polares del Museo Field de Historia Natural.
Pero Thermo Fisher Scientific desarrolló una nueva máquina que prometía reducir significativamente el tiempo, la toxicidad y la cantidad de muestra destruida en el proceso. Utiliza un láser para vaporizar una pequeña porción de la muestra (el agujero creado es del tamaño de un cabello humano) y luego analiza los átomos de rubidio y estroncio con un espectrómetro de masas que utiliza nuevos avances tecnológicos para medir limpiamente los isótopos de estroncio.
Dauphas, Valdés y varios otros colaboradores querían probar la nueva técnica, y tenían un candidato perfecto: un pedazo de meteorito que aterrizó en la Tierra desde Marte.
Este meteorito en particular recibe el sobrenombre de Black Beauty por su hermoso color oscuro. Está salpicado de fragmentos más claros que representan rocas aún más antiguas incrustadas en la roca.
Sin embargo, estos fragmentos se enrollaron en otra roca en algún momento mucho más tarde durante la historia de Marte. Es un poco como cuando estás horneando galletas, explicó Valdés; las chispas de chocolate y las nueces se hicieron en diferentes momentos y lugares, pero todos los componentes se juntan cuando horneas la galleta.
Los científicos quieren saber las edades de todos estos pasos a lo largo del camino, porque la composición de cada conjunto les dice cómo eran las condiciones en Marte en ese momento, incluida la composición de la atmósfera y la actividad volcánica en la superficie. Pueden usar esta información para armar una línea de tiempo de Marte.
Sin embargo, hasta ahora, se disputaron partes de la historia; diferentes estudios arrojaron diferentes respuestas para la edad en que todos los componentes de Black Beauty se unieron y formaron una roca, por lo que los científicos pensaron que el meteorito sería un candidato perfecto para probar las capacidades de la nueva técnica. Llevaron una muestra de Black Beauty a Alemania para probarla.
En cuestión de horas en lugar de semanas, el instrumento devolvió su respuesta: 2.200 millones de años. El equipo cree que esto representa el momento en que se fusionó en su forma final.
Además, para realizar la prueba, los científicos pudieron colocar todo el meteorito en la máquina y luego seleccionar con precisión un sitio pequeño para probar la edad. “Esta fue una herramienta particularmente buena para resolver esta controversia”, dijo Dauphas. “Cuando extrae un trozo de roca para probar la forma antigua, es posible que se mezclen otros fragmentos, lo que puede afectar sus resultados. No tenemos ese problema con la nueva máquina”.
La técnica podría ser extremadamente útil en muchos campos, pero Dauphas y Valdes están particularmente interesados en ella para comprender todo, desde la historia del agua en la superficie de Marte hasta cómo se formó el propio sistema solar.
En la próxima década, los científicos esperan una bonanza de nuevas muestras de lugares distintos a la Tierra. Estados Unidos y China están planeando nuevas misiones a la luna; una misión para interceptar un asteroide llamado Bennu aterrizará en 2023 con cargas de tierra extraídas de su superficie; otra misión traerá muestras de la luna Fobos de Marte en 2027; y para principios de la década de 2030, la NASA espera traer muestras que el rover Perseverance ahora está recolectando en Marte.
Con todas estas muestras, los científicos esperan aprender mucho más sobre los planetas y asteroides que nos rodean.
“Este es un gran avance”, dijo Dauphas. “Hay muchos meteoritos y artefactos preciosos que no desea destruir. Esto le permite minimizar enormemente el impacto que tiene durante su análisis”.
Con información de la Universidad de Chicago
