Marte probablemente tuvo un pasado frío y helado, según un nuevo estudio

La cuestión de si Marte alguna vez albergó vida ha cautivado la imaginación de los científicos y del público durante décadas. Para el descubrimiento es fundamental conocer el clima pasado del vecino de la Tierra: ¿era el planeta cálido y húmedo, con mares y ríos muy parecidos a los que se encuentran en nuestro propio planeta? ¿O era frígido y helado y, por lo tanto, potencialmente menos propenso a albergar vida tal como la conocemos? Un nuevo estudio encuentra evidencia que respalda lo último al identificar similitudes entre los suelos encontrados en Marte y los de Terranova de Canadá, un clima subártico frío.

El estudio, publicado en Communications Earth and Environment, buscó suelos en la Tierra con materiales comparables a los del cráter Gale de Marte. Los científicos suelen utilizar el suelo para representar la historia ambiental, ya que los minerales presentes pueden contar la historia de la evolución del paisaje a través del tiempo.

Comprender más sobre cómo se formaron estos materiales podría ayudar a responder preguntas de larga data sobre las condiciones históricas en el Planeta Rojo. Los suelos y las rocas del cráter Gale proporcionan un registro del clima de Marte hace entre 3 y 4 mil millones de años, durante una época de agua relativamente abundante en el planeta, y el mismo período en el que apareció la vida por primera vez en la Tierra.

«El cráter Gale es un lecho de lago paleo; obviamente había agua presente. Pero, ¿cuáles eran las condiciones ambientales cuando el agua estaba allí?» dice Anthony Feldman, científico del suelo y geomorfólogo que ahora trabaja en DRI. «Nunca vamos a encontrar un análogo directo a la superficie marciana, porque las condiciones son muy diferentes entre Marte y la Tierra. Pero podemos observar las tendencias en condiciones terrestres y usarlas para intentar extrapolarlas a cuestiones marcianas».

El rover Curiosity de la NASA ha estado investigando el cráter Gale desde 2011 y ha encontrado una gran cantidad de materiales del suelo conocidos como «material amorfo de rayos X». Estos componentes del suelo carecen de la estructura atómica repetitiva típica que define a los minerales y, por lo tanto, no pueden caracterizarse fácilmente utilizando técnicas tradicionales como la difracción de rayos X.

Cuando se disparan rayos X a materiales cristalinos como un diamante, por ejemplo, los rayos X se dispersan en ángulos característicos basados ​​en la estructura interna del mineral. Sin embargo, el material amorfo de rayos X no produce estas «huellas dactilares» características. El Curiosity Rover utilizó este método de difracción de rayos X para demostrar que el material amorfo de rayos X comprendía entre el 15 y el 73% de las muestras de suelo y roca analizadas en el cráter Gale.

«Se puede pensar en materiales amorfos a los rayos X como la gelatina», dice Feldman. «Es esta sopa de diferentes elementos y sustancias químicas que simplemente se deslizan unos sobre otros».

El Curiosity Rover también realizó análisis químicos en muestras de suelo y rocas y descubrió que el material amorfo era rico en hierro y sílice pero deficiente en aluminio. Más allá de la limitada información química, los científicos aún no entienden qué es el material amorfo o qué implica su presencia sobre el entorno histórico de Marte. Descubrir más información sobre cómo se forman y persisten estos enigmáticos materiales en la Tierra podría ayudar a responder preguntas persistentes sobre el Planeta Rojo.

Feldman y sus colegas visitaron tres lugares en busca de material amorfo de rayos X similar: las mesetas del Parque Nacional Gros Morne en Terranova, las montañas Klamath del norte de California y el oeste de Nevada. Estos tres sitios tenían suelos serpentinos que los investigadores esperaban que fueran químicamente similares al material amorfo de rayos X en el cráter Gale: rico en hierro y silicio pero carente de aluminio.

Los tres lugares también proporcionaron una variedad de precipitaciones, nevadas y temperaturas que podrían ayudar a proporcionar información sobre el tipo de condiciones ambientales que producen material amorfo y fomentan su preservación.

En cada sitio, el equipo de investigación examinó los suelos mediante análisis de difracción de rayos X y microscopía electrónica de transmisión, lo que les permitió ver los materiales del suelo con un nivel más detallado. Las condiciones subárticas de Terranova produjeron materiales químicamente similares a los encontrados en el cráter Gale que también carecían de estructura cristalina. Los suelos producidos en climas más cálidos como California y Nevada no lo hicieron.

«Esto demuestra que se necesita agua allí para formar estos materiales», dice Feldman. «Pero es necesario que haya condiciones de temperatura media anual frías, cercanas al punto de congelación, para preservar el material amorfo en los suelos».

A menudo se considera que el material amorfo es relativamente inestable, lo que significa que a nivel atómico, los átomos aún no se han organizado en sus formas finales, más cristalinas.

«Está sucediendo algo en la cinética (o la velocidad de reacción) que la está desacelerando para que estos materiales puedan conservarse en escalas de tiempo geológico», dice Feldman. «Lo que sugerimos es que las condiciones muy frías, cercanas al punto de congelación, son un factor limitante cinético particular que permite que estos materiales se formen y conserven».

«Este estudio mejora nuestra comprensión del clima de Marte», añade Feldman. «Los resultados sugieren que la abundancia de este material en el cráter Gale es consistente con condiciones subárticas, similares a las que veríamos, por ejemplo, en Islandia».

Con información de Nature