Ocultos en los minerales y las texturas que componen las rocas hay pistas sobre cómo y cuándo se formaron y luego fueron alteradas. Estos cambios pueden ocurrir debido a la presencia de fluidos ricos en agua y también pueden estar influenciados por procesos biológicos.
Somos petrólogos planetarios (científicos de rocas) y científicos participantes en la misión del rover Mars 2020 Perseverance. Nuestra investigación consiste en explorar e interpretar los datos enviados por el rover Perseverance desde su lugar de aterrizaje en el cráter Jezero.
Un lago misterioso
Las imágenes orbitales muestran que el cráter Jezero fue una vez el sitio de un cuerpo de agua estancada. Tenía un lago alimentado por el agua de un canal fluvial de ~170 km de largo, y las imágenes muestran un delta, una plataforma de sedimentos en forma de abanico, en la desembocadura del canal. Este delta está formado por capas de sedimentos más finos mezclados con capas ricas en cantos rodados que sugieren que el flujo del río fluctuó desde condiciones relativamente tranquilas hasta grandes inundaciones.
Sin embargo, un misterio mayor fueron las unidades de roca expuestas en el suelo del cráter Jezero, donde Perseverance aterrizó el 18 de febrero de 2021. De particular interés fue una unidad enigmática, identificada por la presencia de olivino en sus firmas espectrales (medidas de la cantidad de radiación eso refleja).
Evidencia de la historia
El olivino es un mineral vítreo de color verde (su variedad gema es el peridoto) que suele cristalizar en magmas a alta temperatura. Por el contrario, los minerales de carbonato pueden formarse a temperaturas altas o bajas, generalmente a partir de fundidos o fluidos que pueden haber sido favorables para la vida.
La unidad rica en olivino está muy extendida en la región más allá de Jezero, cubre aproximadamente 70.000 kilómetros cuadrados y está expuesta dentro del cráter justo al norte y al oeste del lugar de aterrizaje de Perseverance, en una región denominada Séítah.
Séítah (que significa «en medio de la arena» en navajo) está cubierta por una red de dunas de arena, lo que dificulta la navegación del rover. Sin embargo, se consideró un objetivo convincente para comprender la historia de esta región de Marte y porque sus minerales de carbonato podrían preservar evidencia de vida antigua.
Perseverance ingresó a Séítah en septiembre de 2021 y rápidamente confirmó la presencia de olivino mediante sus instrumentos de teledetección. Las cámaras microscópicas vieron granos de olivino de dos a tres milímetros, pero se desconocía su origen.
En la Tierra, los granos de olivino de este tamaño y forma pueden concentrarse de varias maneras geológicas, incluso como arenas transportadas por el viento o el agua provenientes de regiones ricas en olivino, erupciones volcánicas explosivas, material expulsado por el impacto de un meteorito, o pueden formarse como cristales. en el enfriamiento del magma.
Se necesitaba información adicional para interpretar la historia del olivino, pero los desafíos de ingeniería inicialmente impidieron la capacidad de la misión para usar su espectrómetro de fluorescencia de rayos X (XRF) en las rocas de Séítah.
Equipo sofisticado
Los espectrómetros XRF han sido instrumentos importantes para determinar las composiciones elementales (sodio a hierro y algunos elementos traza) de las superficies rocosas de Marte.
Los espectrómetros de rayos X de partículas alfa (APXS) a bordo del Pathfinder, los dos Mars Exploration Rovers Spirit y Opportunity, y el rover Curiosity del Laboratorio de Ciencias de Marte proporcionaron química a granel de puntos circulares de ~1,5 cm que ayudaron a las interpretaciones geológicas.
Pero para algunas rocas marcianas, persisten las incertidumbres sobre las características a pequeña escala y las texturas de rocas finas que son críticas para interpretar qué minerales están presentes, ya sean ígneos o sedimentarios, o sus historias de alteración.
El PIXL a bordo de Perseverance es una gran mejora en este sentido: PIXL genera mapas de cuadrícula de ~120 micras que no solo brindan química de rocas y minerales, sino también texturas que se pueden usar para inferir el origen, los procesos y el tiempo relativo de los diversos minerales y otros componentes. presente.
El primer escaneo PIXL de una superficie rocosa en un afloramiento de Séítah llamado Brac finalmente identificó el origen de la unidad como ígnea. Los granos de olivino son cristales bien formados con bordes rectos. Otros minerales de alta temperatura, incluido el feldespato, y minerales más grandes se encierran o se encuentran en los espacios entre los cristales de olivino, lo que indica un enfriamiento lento de un magma.
Brac es un tipo de roca llamada acumulación de olivino que se formó cuando el olivino cristalizó cerca de la parte superior de un magma y se asentó y acumuló hacia abajo debido a su mayor densidad. Se sabe que las acumulaciones de olivino se forman en Marte porque se encuentran entre los meteoritos marcianos, que comprenden un grupo conocido como chassignitas, que fue expulsado de Marte por un evento de impacto y finalmente cayó a la Tierra.
En la Tierra, las acumulaciones de olivino ocurren en grandes intrusiones en capas, como la intrusión de Skaergaard en el este de Groenlandia, y en flujos de lava espesos, como los que se encuentran en Abitibi, Ontario.
Anticipando muestras de núcleo
A pesar de lo notables que son los escaneos PIXL, Perseverance está equipado con una herramienta de muestreo muy sofisticada, que utilizó para recolectar núcleos de Brac. Es probable que al menos una de estas muestras del núcleo llegue a la Tierra a principios de la década de 2030 como parte del esfuerzo Mars Sample Return.
Mars Sample Return permitiría a los investigadores de los laboratorios terrestres examinar las características hasta la nanoescala, lo que podría proporcionar información sobre el historial de cristalización, la actividad del agua en la roca y cuánto tiempo estuvo expuesta la roca. Esto podría proporcionar pistas sobre la historia de la vida en Marte.
Los análisis isotópicos radiométricos ayudarían a determinar el momento de la cristalización. Los isótopos estables (H, C, N, O) nos hablarían de la historia de los fluidos en Marte. La lista sigue y sigue.
Las muestras devueltas nos permitirían responder las preguntas que se insinúan en los resultados recientes de PIXL. Entonces podríamos proporcionar una historia más completa de las rocas ricas en olivino y carbonato en Jezero, y lo que nos dicen sobre la historia y el potencial de vida de Marte.
Con información de Phys.org
