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Descubren el posible origen de un misterioso mineral en Marte

El misterioso mineral marciano ha dejado perplejos a los científicos desde su descubrimiento hace siete años.

Polvo de color plateado extraído de una roca por el rover Curiosity de la NASA el 30 de julio de 2015. El análisis del polvo reveló que contenía el mineral tridimita, lo cual fue muy inesperado. Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS.

El rover Curiosity de la NASA descubrió el mineral dentro de una roca en el corazón del cráter Gale de 154 kilómetros de ancho el 30 de julio de 2015. Lo hizo al perforar un pequeño agujero en la roca y extraer una muestra de polvo de color plateado.

El laboratorio de difracción de rayos X a bordo de Curiosity analizó el polvo y detectó tridimita —un tipo raro de cuarzo hecho completamente de dióxido de silicio, o sílice, que se forma por ciertos tipos de actividad volcánica—.

El inusual hallazgo fue totalmente inesperado. «El descubrimiento de tridimita en el cráter Gale es una de las observaciones más sorprendentes que el rover Curiosity ha hecho en 10 años de exploración de Marte», dijo la coautora del estudio Kirsten Siebach, científica planetaria de la Universidad Rice en Houston y especialista en misiones del equipo del Curiosity.

El descubrimiento de la tridimita sorprendió a los investigadores principalmente por dos razones. En primer lugar, anteriormente se pensaba que la actividad volcánica de Marte no era adecuada para producir minerales ricos en sílice como la tridimita. En segundo lugar, los científicos creen que el cráter Gale fue una vez un lago antiguo, y no tiene volcanes visibles cerca.

«Esto dejó a los científicos rascándose la cabeza mientras trataban de averiguar cómo el mineral terminó en el fondo del lago», comentó la autora principal Valerie Payré, científica planetaria en la Universidad del Norte de Arizona y la Universidad Rice.

Erupción explosiva

En el nuevo estudio, los investigadores han encontrado una explicación que finalmente puede desentrañar el misterio. Sospechan que la erupción explosiva de un volcán desconocido lanzó ceniza rica en tridimita al cielo marciano, que luego cayó en el antiguo lago del cráter Gale.

Cuando la ceniza cayó al agua, se habría descompuesto en sus partes individuales mediante una combinación de procesos físicos y químicos. Payré cree que esta es la razón por la que la muestra de tridimita es tan pura y no está contaminada con cenizas.

«Si las cenizas se depositaran directamente en el lugar donde las encontramos —sin agua—, esperaríamos capas gruesas de ceniza», dijo.

La gravedad en Marte es 38 % más débil que en la Tierra, por lo que el material volcánico alcanza mayores alturas al ser expulsado.

Se ha observado un escenario similar en la Tierra en un solo lugar: en el lago Tecocomulco en México, donde se encontró tridimita dentro de rocas volcánicas extraídas del fondo del lago.

Si las cenizas ricas en tridimita cayeron en el cráter Gale cuando todavía era un lago, entonces la erupción probablemente ocurrió hace entre 3.000 y 3.500 millones de años, que es cuando los investigadores sospechan que el cráter estaba lleno de agua.

«La erupción explosiva debe haber ocurrido en ese lapso de tiempo», dijo Payré. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que es posible que el cráter Gale todavía fuera un lago hace mil millones de años.

Cráter Gale, Marte.

Los científicos siguen sin estar seguros de dónde se encuentra el volcán que dio a luz a la muestra de tridimita en el planeta rojo. Podría haber sido por una pequeña erupción cercana, o por una explosión masiva mucho más lejos. Es difícil localizar volcanes anteriores en Marte porque es difícil distinguir entre cráteres de impacto y calderas volcánicas que se han erosionado durante miles de millones de años.

Tridimita marciana

Los investigadores también tuvieron que explicar cómo se formó la tridimita en Marte, donde se cree que las condiciones son muy diferentes a las de la Tierra.

Normalmente, la tridimita se forma en ambientes volcánicos de temperatura extremadamente alta y ricos en sílice, que son comunes en la Tierra. Sin embargo, la evidencia anterior de Marte sugiere que las erupciones volcánicas en el planeta rojo fueron basálticas, lo que significa que tenían un contenido de sílice muy reducido. Esto se debe a que Marte no tiene placas tectónicas, que son la fuente principal de las erupciones ricas en sílice de la Tierra.

Un análisis posterior de la tridimita encontrada en Marte reveló que era ligeramente diferente a la tridimita que se forma en los volcanes de la Tierra.

«Esto sugiere que la versión marciana se formó en condiciones ligeramente diferentes», señaló Payré.

Travesía del Curiosity hacia el punto donde hizo la perforación (estrella roja). Crédito: Payré et al.

Por esta razón, proponen que la tridimita encontrada en el cráter Gale se formó durante un período prolongado dentro de una cámara de magma debajo del volcán desconocido. La temperatura dentro de la cámara probablemente habría sido ligeramente más baja que las condiciones en los volcanes que forman tridimita en la Tierra, pero el equipo cree que esto podría haber permitido que el mineral se formara lentamente a medida que se disponía de sílice adicional.

Se han observado vías de formación de minerales similares en la Tierra, y el escenario representa la «evolución directa de otras rocas volcánicas que encontramos en el cráter», dijo Siebach.

Aunque la formación propuesta de tridimita en Marte requiere menos sílice que en la Tierra, los autores señalan que el volcán que dio a luz a la muestra encontrada en el cráter Gale probablemente tenía un contenido de sílice más alto de lo que sugería la evidencia anterior.

«Este trabajo sugiere que Marte puede tener una historia volcánica más compleja e intrigante de lo que hubiéramos imaginado antes de Curiosity», concluyó Siebach.

Los descubrimientos futuros de Curiosity y su sucesor, el rover Perseverance, así como las rocas marcianas traídas a la Tierra por la misión Mars Sample Return propuesta por la NASA, podrían ayudar a arrojar más luz sobre el antiguo pasado volcánico de Marte.

Fuente: Universidad de Rice. Edición: MP.

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