La Curiosidad Revela Pistas Sobre El Agua, El Clima Y La Habitabilidad Del Pasado En Marte

Los científicos describen antiguos lagos y corrientes de agua en Marte

Una composición de imágenes tomadas en la formación de Kimberley. (A) muestra una vista hacia el sur. Los estratos en primer plano se inclinan hacia la base del Monte Sharp, lo que indica la antigua depresión que existía antes de que se formara la mayor parte de la montaña. (B) es una vista al oeste de las mismas formaciones de arenisca. (C) es una vista de cerca del área enmarcada en (A) y muestra la estructura de grano grueso de la arenisca. (D) es una vista cercana de los granos en las rocas al norte del área indicada como “Roca” en (A). Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Una investigación recientemente publicada de Caltech describe antiguos lagos y corrientes de agua en Marte y lo que esto podría significar sobre el clima antiguo.

Hemos escuchado el mantra de exploración de Marte durante más de una década: sigue el agua. En un nuevo artículo publicado el 9 de octubre de 2015 en la revista Science, el equipo del Mars Science Laboratory (MSL) presenta los resultados recientes de su búsqueda no solo para seguir el agua, sino para comprender de dónde vino y cuánto tiempo duró en el agua. superficie de Marte hace tanto tiempo.

La historia que se ha desarrollado es húmeda: Marte parece haber tenido una atmósfera más masiva hace miles de millones de años que en la actualidad, con una hidrosfera activa capaz de almacenar agua en lagos de larga vida. El equipo de MSL ha llegado a la conclusión de que esta agua ayudó a llenar el cráter Gale, el lugar de aterrizaje del rover Curiosity del MSL, con sedimentos depositados como capas que formaron la base de la montaña que se encuentra hoy en el medio del cráter.

Curiosity ha estado explorando el cráter Gale, que se estima que tiene entre 3.800 millones y 3.600 millones de años, desde agosto de 2012. A mediados de septiembre de 2014, el rover llegó a las estribaciones de Aeolis Mons, una montaña de tres millas de altura apodada “ Mount Sharp ”en honor al fallecido geólogo de Caltech, Robert Sharp. Curiosity ha estado explorando la base de la montaña desde entonces.

“Las observaciones del rover sugieren que existió una serie de arroyos y lagos de larga vida en algún momento entre 3.800 millones y 3.300 millones de años atrás, entregando sedimentos que se acumularon lentamente en las capas inferiores del Monte Sharp”, dice Ashwin Vasavada (PhD ’98 ), Científico del proyecto MSL. “Sin embargo, esta serie de lagos de larga vida no es predicha por los modelos existentes del antiguo clima de Marte, que luchan por alcanzar temperaturas por encima del punto de congelación”, dice.

Este desajuste entre las predicciones del clima antiguo de Marte que surgen de modelos desarrollados por paleoclimatólogos y las indicaciones del pasado acuático del planeta, según lo interpretan los geólogos, tiene similitudes con un acertijo científico centenario, en este caso, sobre el pasado antiguo de la Tierra.

En ese momento, los geólogos comenzaron a reconocer que las formas de los continentes coincidían entre sí, casi como piezas de rompecabezas dispersas, explica John Grotzinger, profesor de geología Fletcher Jones de Caltech, presidente de la División de Ciencias Planetarias y Geológicas y autor principal de el papel. “Aparte de las formas de los continentes, los geólogos tenían evidencia paleontológica de que las plantas y animales fósiles en África y América del Sur estaban estrechamente relacionados, así como rocas volcánicas únicas que sugerían un origen espacial común. El problema era que la amplia comunidad de científicos de la Tierra no pudo encontrar un mecanismo físico para explicar cómo los continentes podían abrirse camino a través del manto de la Tierra y separarse. Parecía imposible. El componente que faltaba era la tectónica de placas ”, dice. “De una manera posiblemente similar, nos falta algo importante sobre Marte”.

Mientras Curiosity cruzó el cráter Gale, se detuvo para examinar numerosas áreas de interés. Se toman imágenes de todos los objetivos y se han tomado muestras de suelo de algunos; las rocas en unos pocos lugares seleccionados han sido perforadas para obtener muestras. Estas muestras se depositan en los laboratorios a bordo del rover. Usando datos de estos instrumentos, así como imágenes visuales de las cámaras a bordo y análisis espectroscópicos, los científicos de MSL han reconstruido una historia cada vez más coherente y convincente sobre la evolución de esta región de Marte.

Antes de que Curiosity aterrizara en Marte, los científicos propusieron que el cráter Gale se había llenado de capas de sedimentos. Algunas hipótesis eran “secas”, lo que implicaba que los sedimentos se acumulaban a partir del polvo y la arena arrastrados por el viento, mientras que otras se centraban en la posibilidad de que las capas de sedimentos se depositaran en arroyos y lagos antiguos. Los últimos resultados de Curiosity indican que estos escenarios más húmedos eran correctos para las partes más bajas de Mount Sharp. Según el nuevo análisis, el llenado de al menos las capas inferiores de la montaña ocurrió principalmente por ríos y lagos antiguos.

“Durante la travesía de Gale, hemos notado patrones en la geología donde vimos evidencia de antiguos arroyos de rápido movimiento con grava más gruesa, así como lugares donde los arroyos parecen haberse vaciado en cuerpos de agua estancada”, dice Vasavada. “La predicción era que deberíamos comenzar a ver rocas de grano fino depositadas en agua más cerca del Monte Sharp. Ahora que hemos llegado, vemos una gran cantidad de lutitas finamente laminadas “. Estas capas limosas en los estratos se interpretan como antiguos depósitos lacustres.

“Estas lutitas finamente laminadas son muy similares a las que vemos en la Tierra”, dice Woody Fischer, profesor de geobiología en Caltech y coautor del artículo. “La escala de laminación, que ocurre tanto a escala milimétrica como centimétrica, representa el asentamiento de columnas de sedimento fino a través de una masa de agua estancada. Esto es exactamente lo que vemos en las rocas que representan lagos antiguos en la Tierra “. La lutita indica la presencia de cuerpos de agua estancada en forma de lagos que permanecieron durante largos períodos de tiempo, posiblemente expandiéndose y contrayéndose repetidamente durante cientos o millones de años. Estos lagos depositaron el sedimento que eventualmente formó la parte más baja de la montaña.

“Paradójicamente, donde hay una montaña hoy en día, una vez hubo una cuenca, y a veces se llenó de agua”, dice Grotzinger. “Curiosity ha medido unos 75 metros de relleno sedimentario, pero según los datos cartográficos de NASA Mars Reconnaissance Orbiter y las imágenes de las cámaras de Curiosity, parece que la deposición sedimentaria transportada por agua podría haberse extendido al menos 150-200 metros por encima del suelo del cráter, y esto equivale a una duración de millones de años en los que los lagos podrían haber estado presente de forma intermitente dentro de la cuenca del cráter Gale ”, dice Grotzinger. Además, el espesor total de los depósitos sedimentarios en el cráter Gale que indican la interacción con el agua podría extenderse aún más, hasta quizás 800 metros por encima del suelo del cráter, y posiblemente represente decenas de millones de años.

Pero las capas depositadas por encima de ese nivel no requieren agua como agente de deposición o alteración. “Por encima de los 800 metros, Mount Sharp no muestra evidencia de estratos hidratados, y esa es la mayor parte de lo que forma Mount Sharp. Vemos otros 4.000 metros de nada más que estratos secos ”, dice Grotzinger. Sugiere que quizás este segmento de la historia del cráter pudo haber estado dominado por deposición eólica, o impulsada por el viento, como se imaginó una vez para la parte inferior explorada por Curiosity. Esto ocurrió después del período húmedo que construyó la base de la montaña.

Una pregunta persistente rodea la fuente original del agua que transportó sedimentos al cráter. Para que haya existido agua corriente en la superficie, Marte debe haber tenido una atmósfera más densa y un clima más cálido de lo que se ha teorizado para el período de tiempo que limita la intensa actividad geológica en el cráter Gale. Existe evidencia de este clima antiguo y más húmedo en el registro de rocas. Sin embargo, los modelos actuales de este paleoclima, que tienen en cuenta las estimaciones de la masa, la composición y la cantidad de energía de la atmósfera primitiva que recibía del sol, aparecen, literalmente, secos. Esos modelos indican que la atmósfera de Marte no pudo haber sostenido grandes cantidades de agua líquida.

Sin embargo, el registro de rocas descubierto en el cráter Gale sugiere un escenario diferente. “Ya sea nevada o lluvia, existe evidencia geológica de que la humedad se acumula en las tierras altas del borde del cráter Gale”, dice Grotzinger. En el caso del cráter Gale, al menos parte del agua fue suministrada por las tierras altas que forman el borde del cráter, pero la descarga de agua subterránea, una explicación estándar para reconciliar las observaciones geológicas húmedas con las predicciones paleoclimáticas secas, es poco probable en esta área. “Justo al otro lado del borde norte de Gale están las llanuras del norte. Algunos han argumentado que había un océano del norte allí, y esa es una forma de obtener la humedad que necesitas para que coincida con lo que estamos viendo en las rocas “. Sin embargo, señalar la posible ubicación de un océano no ayuda a explicar cómo esa agua logró existir en forma líquida durante períodos prolongados de tiempo en la superficie.

Mientras los climatólogos intentan desarrollar nuevos modelos atmosféricos, la ayuda debería provenir de las continuas exploraciones de Curiosity. “Aún quedan muchos kilómetros de historia de Marte por explorar”, dice Fischer. Él piensa que algunos de los datos más interesantes hasta ahora pueden llegar en los próximos años a medida que Curiosity suba más alto en Mount Sharp. “Los estratos revelarán la historia temprana de Gale, su historia. Sabemos que hay rocas que se depositaron bajo el agua, en el lago. ¿Cuál es la química de estas rocas? Ese lago representaba una interfaz entre el agua y la atmósfera, y debería decirnos cosas importantes sobre el medio ambiente de la época “.

“Hemos tendido a pensar en Marte como algo simple”, agrega Grotzinger. “Una vez pensamos en la tierra como algo simple también. Pero cuanto más lo analizas, surgen preguntas porque estás empezando a comprender la verdadera complejidad de lo que vemos en Marte. Este es un buen momento para volver a reevaluar todos nuestros supuestos. Algo falta en alguna parte “.

Publicación : JP Grotzinger, et al., “Deposición, exhumación y paleoclima de un depósito de lago antiguo, cráter Gale, Marte”, Science 9 de octubre de 2015: vol. 350 no. 6257; DOI: 10.1126 / science.aac7575

Añadir un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *