Resumen:
Los últimos resultados de detección del rover "Perseverance" de la NASA en Marte muestran que la historia hidrológica del cráter Jezero de Marte puede ser mucho más compleja de lo que se pensaba anteriormente. Los científicos analizaron las rocas detectadas por el rover de Marte y descubrieron que estas rocas han experimentado al menos tres procesos hídricos diferentes, que involucran agua subterránea rica en dióxido de carbono, lagos antiguos y, más tarde, fluidos subterráneos de alta temperatura. Este descubrimiento significa que Marte temprano no experimentó simplemente un "período de agua", sino que pudo haber tenido múltiples sistemas de agua en diferentes etapas, fuentes y temperaturas.
El descubrimiento proviene de un área geológica llamada "Unidad Margen" en el borde interior del cráter Jezero. Cuando Perseverance llegó aquí en 2023, los científicos esperaban encontrar rocas sedimentarias asociadas con lagos antiguos. Porque según las observaciones orbitales, esta área es rica en minerales carbonatados, y en la Tierra, los carbonatos a menudo se forman en ambientes acuáticos como lagos poco profundos y océanos, y algunos de estos ambientes son incluso adecuados para la supervivencia microbiana.
Pero cuando el rover de Marte llegó al lugar, descubrió que la Unidad Margen no era la capa sedimentaria del lago esperada, sino que estaba compuesta principalmente de rocas ígneas. Estas rocas se formaron originalmente en el ambiente de magma debajo de Marte y luego quedaron expuestas gradualmente por la erosión de la superficie. En comparación con los sedimentos que se remodelan fácilmente mediante actividades geológicas posteriores, los cristales minerales en las rocas ígneas pueden preservar una historia más detallada de formación y transformación y, por lo tanto, se han convertido en importantes archivos geológicos para estudiar el antiguo entorno marciano.
"Perseverance" utilizó la súper cámara SuperCam y el espectrómetro láser instalado en el mástil para realizar un análisis a gran escala de esta área. SuperCam puede determinar la composición mineral de las rocas reflejando la luz y también puede emitir láseres a las rocas para formar plasma instantáneamente en una cantidad muy pequeña de rocas y luego determinar la composición química de las rocas analizando el espectro emitido por el plasma. Hasta ahora, el rover ha utilizado este método para analizar más de 185 objetivos de lecho rocoso en la Unidad Margen.
Los investigadores descubrieron que existen diferencias obvias en el estado de la roca de la Unidad Marginal a diferentes alturas. Las rocas más arriba están compuestas principalmente por cristales de grano grueso ricos en olivino y muestran pocos signos de modificación hídrica. Los científicos creen que estas rocas provinieron originalmente de un gran cuerpo de magma en las profundidades de Marte, y que el magma se enfrió lentamente para formar granos minerales más grandes. Después de un largo período de erosión, el material de arriba desapareció gradualmente y estas rocas originalmente enterradas bajo tierra finalmente quedaron expuestas a la superficie.
Pero en las zonas más bajas cerca del antiguo lecho del lago, las mismas rocas de olivino se han alterado significativamente. Hay una gran cantidad de grietas en los granos de olivino de la roca, y también aparecen sustancias como la sílice entre las grietas y los minerales. Este cambio sugiere que el agua subterránea alguna vez penetró profundamente en estas rocas y reaccionó químicamente con los minerales que contenían.
Actualmente, los investigadores pueden reconstruir la secuencia aproximada de estas interacciones del agua basándose en la relación entre diferentes minerales, pero aún no pueden determinar exactamente cuántos años hace que ocurrió cada evento.
La primera acción del agua puede haber provenido de aguas subterráneas ricas en dióxido de carbono. Cuando esta agua subterránea atraviesa la roca de olivino se produce una reacción química y se forman carbonatos. Luego, los carbonatos se depositan a lo largo de las grietas de la roca. A medida que la roca más blanda circundante continuó erosionándose, el relleno de carbonato duro finalmente sobresalió de la superficie, formando las estructuras en forma de crestas que se pueden observar hoy.
Este proceso es particularmente digno de mención porque cuando el olivino reacciona con el agua, se puede producir hidrógeno en la Tierra, y el hidrógeno puede ser una fuente de energía para algunos microorganismos. Al mismo tiempo, esta reacción también puede formar minerales como carbonato y sílice, que pueden preservar rastros químicos dejados por ambientes antiguos e incluso posibles actividades biológicas.
El segundo proceso hidrológico puede estar relacionado con el antiguo lago que alguna vez existió en el cráter Jezero. La sílice es evidente en algunas de las rocas y los investigadores creen que el olivino puede dejar sílice durante su conversión en carbonatos en un ambiente acuoso. Al mismo tiempo, estas rocas que contienen más sílice se encuentran principalmente debajo del nivel del agua del antiguo lago, por lo que es probable que registren la interacción prolongada o repetida del agua del lago con el lecho de roca marciano.
Pero la historia no termina después de que el antiguo lago desapareció.
Los investigadores también descubrieron una tercera actividad del agua completamente diferente. En un lugar en la parte este de la Unidad Margen, Perseverance descubrió una veta mineral de unos 25 centímetros de espesor que contiene minerales como sulfato de calcio y fluorita.
La fluorita es particularmente importante porque este mineral a menudo se asocia con la actividad de fluidos a alta temperatura. Por lo tanto, los científicos especulan que la circulación de fluidos a alta temperatura se produjo bajo tierra en el cráter Jezero después de que terminó la actividad inicial de las aguas subterráneas y del lago. Es decir, esta zona experimentó posteriormente procesos geológicos similares a los sistemas hidrotermales.
Por lo tanto, el mismo trozo de roca en realidad conserva las huellas dejadas por al menos tres entornos acuáticos diferentes: al principio, el agua subterránea rica en dióxido de carbono reaccionó con la roca, luego pudo haber sido afectada por el agua de un antiguo lago y, finalmente, sufrió modificaciones por fluidos subterráneos de alta temperatura.
Esto es obviamente diferente del modelo simple del pasado que sólo entendía la Unidad Margen como "antiguas ruinas a orillas del lago". Los investigadores ahora creen que es más como una "encrucijada" donde se encuentran múltiples sistemas de agua diferentes, en lugar de un remanente geológico de un solo entorno lacustre.
Este descubrimiento también tiene un significado especial para la búsqueda de vida antigua en Marte. Tanto los carbonatos como la sílice son minerales de gran interés para los científicos que buscan entornos habitables antiguos porque no sólo reflejan la presencia de agua líquida en el pasado, sino que también tienen la capacidad de preservar información química antigua y posibles rastros biológicos.
Sin embargo, los resultados actuales no prueban que existiera vida en estas rocas. Lo que los científicos pudieron confirmar es que las rocas interactuaron varias veces con diferentes tipos de agua, algunas de las cuales eran químicamente potencialmente habitables. Si los microorganismos realmente existieron requiere más investigación, e incluso puede ser necesario traer muestras marcianas a la Tierra para análisis de laboratorio más detallados.
Para Perseverance, este descubrimiento demuestra además que depender únicamente de los satélites que orbitan Marte para realizar juicios geológicos puede llevar a conclusiones demasiado simplistas. Desde la órbita, la distribución de carbonatos en esta zona recuerda fácilmente a los lagos antiguos; pero cuando el rover llegó al sitio, descubrió que estos minerales en realidad registraron múltiples etapas diferentes de actividad de agua subterránea, agua de lago y fluidos a alta temperatura.
Esta es también una de las implicaciones más importantes del descubrimiento de Perseverance: Marte no simplemente experimentó un "período de agua" en sus primeros días, y luego toda el agua desapareció, sino que puede haber experimentado un proceso de ciclo del agua más complejo y dinámico. El agua en diferentes momentos, temperaturas y fuentes continúa entrando al suelo y a la superficie, transformando repetidamente las mismas rocas.
Por lo tanto, los investigadores esperan utilizar estas rocas para reconstruir aún más el proceso de cambio climático en el cráter Jezero e incluso en el Marte temprano en su conjunto, y determinar cuánto duraron las diferentes etapas, cuánto tiempo estuvieron separadas unas de otras y si estos entornos acuáticos alguna vez proporcionaron condiciones de vida estables a largo plazo para la vida microbiana.
En otras palabras, el descubrimiento de "Perseverance" no prueba simplemente que "hubo agua en Marte en el pasado", sino que revela además un hecho más complejo: el antiguo mundo acuático de Marte puede haber pasado por múltiples etapas de alternancia de agua subterránea, lagos y sistemas hidrotermales de alta temperatura, y estos cambios pueden ser mucho más complejos de lo que los científicos han podido inferir a través de observaciones orbitales en el pasado.
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