30 de marzo de 2020
30.03.2020
Estudio

Los meteoritos sugieren que Marte no tenía un océano de magma

Investigadores señalan que el planeta recibió agua de dos fuentes distintas al principio de su historia

30.03.2020 | 16:25
El rover Curiosity de la NASA ha tomado su imagen del paisaje marciano.

Investigadores de la Universidad de Arizona han investigado meteoritos marcianos para reconstruir la caótica historia de Marte y sus hallazgos sugieren que el planeta rojo podría no haber tenido un océano de magma global y probablemente recibió agua de al menos dos fuentes muy diferentes al principio de su historia, según publican en la revista 'Nature Geoscience'.

La variabilidad que encontraron los investigadores implica que Marte, a diferencia de la Tierra y la Luna, nunca tuvo un océano de magma que abarcara completamente el planeta.

"Estas dos fuentes diferentes de agua en el interior de Marte podrían decirnos algo sobre los tipos de objetos que estaban disponibles para fusionarse en los planetas rocosos internos", explica Jessica Barnes, profesora asistente de Ciencias Planetarias en el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona.

Ella y su equipo analizaron químicamente el meteorito Black Beauty y el infausto meteorito Allan Hills 84001, controvertido en la década de 1990 por supuestamente contener microbios marcianos, para reconstruir la historia del agua y los orígenes planetarios de Marte.

Dos planetesimales distintos con contenidos de agua muy diferentes podrían haber chocado y nunca haberse mezclado completamente. "Este contexto también es importante para comprender la habitabilidad y la astrobiología del pasado de Marte", añade.

"Mucha gente ha estado tratando de descubrir la historia del agua de Marte -recuerda Barnes-. "Como, ¿de dónde vino el agua? ¿Cuánto tiempo estuvo en la superficie de Marte? ¿De dónde vino el agua interior de Marte? ¿Qué nos puede decir el agua sobre cómo se formó y evolucionó Marte?".

Barnes y su equipo pudieron reconstruir la historia del agua de Marte buscando pistas en dos tipos, o isótopos, de hidrógeno. Un isótopo de hidrógeno contiene un protón en su núcleo; esto a veces se llama "hidrógeno ligero". El otro isótopo se llama deuterio, que contiene un protón y un neutrón en el núcleo; esto a veces se denomina "hidrógeno pesado". La relación de estos dos isótopos de hidrógeno le indica a un científico planetario los procesos y los posibles orígenes del agua en las rocas, minerales y vidrios en los que se encuentran.

Durante aproximadamente 20 años, los investigadores han estado registrando las proporciones isotópicas de los meteoritos marcianos, y sus datos estaban por todas partes. Parecía haber poca tendencia, recuerda Barnes. El agua encerrada en las rocas de la Tierra es lo que se llama no fraccionado, lo que significa que no se desvía mucho del valor de referencia estándar del agua del océano: una relación 1: 6,420 de hidrógeno pesado a ligero.

La atmósfera de Marte, por otro lado, está muy fraccionada: está poblada principalmente por deuterio o hidrógeno pesado, probablemente porque el viento solar eliminó el hidrógeno ligero. Las mediciones de meteoritos marcianos, muchos de los cuales fueron excavados desde lo profundo de Marte por eventos de impacto, abarcaron toda la gama entre las mediciones de la Tierra y la atmósfera de Marte.

La composición de la corteza marciana

El equipo de Barnes se propuso investigar la composición de isótopos de hidrógeno de la corteza marciana específicamente mediante el estudio de muestras que sabían que se originaban en la corteza: los meteoritos Black Beauty y Allan Hills. Black Beauty fue especialmente útil porque es una mezcla de material de superficie de muchos puntos diferentes en la historia de Marte.

"Esto nos permitió tener una idea de cómo se veía la corteza de Marte durante varios miles de millones de años", añade Barnes. Las proporciones isotópicas de las muestras de meteoritos cayeron a mitad de camino entre el valor de las rocas de la Tierra y la atmósfera de Marte. Cuando se compararon los hallazgos de los investigadores con estudios anteriores, incluidos los resultados del Curiosity Rover, parece que este fue el caso de la mayor parte de los más de 4.000 millones de años de historia de Marte.

"Pensamos que era interesante, pero también un poco extraño -admite Barnes-. "¿Cómo explicamos esta dicotomía donde la atmósfera marciana se está fraccionando, pero la corteza básicamente se mantiene igual durante el tiempo geológico?".

Barnes y sus colegas también trataron de explicar por qué la corteza parecía tan diferente del manto marciano, la roca que se encuentra debajo. "Si intentas explicar esta relación isotópica bastante constante de la corteza de Marte, realmente no puedes usar la atmósfera para hacerlo -reconoce Barnes-. Pero sabemos cómo se forman las costras. Se forman a partir de material fundido del interior que se solidifica en la superficie".

"La hipótesis que prevalecía antes de comenzar este trabajo era que el interior de Marte era más parecido a la Tierra y no fraccionado, por lo que la variabilidad en las relaciones de isótopos de hidrógeno dentro de las muestras marcianas se debió a la contaminación terrestre o la implantación atmosférica cuando salió de Marte", continúa.

La idea de que el interior de Marte era similar a la Tierra surgió de un estudio de un meteorito marciano que se cree que se originó en el manto: el interior entre el núcleo del planeta y su corteza superficial. Sin embargo, prosigue Barnes, "los meteoritos marcianos básicamente se trazan por todo el lugar, por lo que tratar de descubrir qué nos dicen realmente estas muestras sobre el agua en el manto de Marte ha sido históricamente un desafío. El hecho de que nuestros datos para la corteza era tan diferente nos llevó a revisar la literatura científica y analizar los datos", añade.

Los investigadores encontraron que dos tipos geoquímicamente diferentes de rocas volcánicas marcianas, los shergottites enriquecidos y los shergottites agotados, contienen agua con diferentes proporciones de isótopos de hidrógeno. Las shergottitas enriquecidas contienen más deuterio que las shergottitas agotadas, que son más parecidas a la Tierra, según comprobaron. "Resulta que si mezclas diferentes proporciones de hidrógeno de estos dos tipos de shergottites, puedes obtener el valor de la corteza", revela Barnes.

Ella y sus colegas piensan que las shergottitas están registrando las firmas de dos depósitos diferentes de hidrógeno y, por extensión, de agua dentro de Marte. La gran diferencia les sugiere que más de una fuente podría haber contribuido con agua a Marte y que Marte no tenía un océano de magma global.

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