«Ahora tenemos una visión mucho más profunda y específica del sistema más antiguo de agua y oxígeno en el Sistema Solar», dijo Mark Thiemens, profesor de química en la Universidad de California en San Diego. «La pregunta que queda es ¿cuándo obtuvieron agua los planetas, la Tierra y Marte, y en el caso de Marte, a dónde se fue? Hemos hecho grandes progresos, pero aún quedan misterios profundos.»
Un nuevo análisis hecho este mes sobre una roca marciana que recogieron los cazadores de meteoritos de un campo de hielo de la Antártida hace 30 años revela un registro del clima de ese planeta hace miles de millones de años atrás, en la época en que es probable que el agua probablemente corría por su superficie y si alguna vez se formó vida, allí podría tener surgido.
Científicos de la Universidad de California en San Diego, la NASA y el Instituto Smithsoniano reportan mediciones detalladas de los minerales en el meteorito en la edición en línea avanzada de Proceedings of the National Academy of Sciences (Actas de la Academia Nacional de Ciencias) de esta semana.
«Los minerales en el meteorito mantienen una instantánea de la antigua química del planeta, de las interacciones entre el agua y la atmósfera», dijo Robina Shaheen, una científica del proyecto en la Universidad de California San Diego y autor principal del informe.
La poco atractiva piedra, que cayó a la Tierra hace 13.000 años, se parece mucho a una papa (patata) y tiene toda una historia. Designada ALH-84001, es el meteorito más antiguo que tenemos de Marte, un trozo de magma solidificado de un volcán que hizo erupción hace cuatro mill millones de años. Luego de eso algo de líquido, probablemente agua, se filtró a través de los poros en la roca y depositó glóbulos de carbonatos y otros minerales.
La imagen de arriba es del Olympus Mons en Marte, el volcán y la montaña más alta que conocemos en nuestro Sistema Solar. ¿Podría haber sido el origen de ALH-84001? El bloque central de este volcán en escudo se encuentra a 27 kilómetros de altura sobre la superficie —o tres veces la altura del monte Everest sobre el nivel del mar y 2,6 veces la altura del volcán Mauna Kea por encima de su base—. Tiene 550 km de ancho, flanqueada por acantilados, y cuenta con una compleja caldera que tiene 85 km de largo, 60 kilómetros de ancho, y hasta 3 km de profundidad, con seis cráteres superpuestos.
Los carbonatos varían sutilmente, dependiendo del origen de sus átomos de carbono y oxígeno. Tanto el carbono como el oxígeno se producen en versiones más pesadas y más ligeras, o isótopos. Las abundancias relativas de isótopos forman una marca distintiva química que se puede descubrir con un análisis cuidadoso y delicadas mediciones.
La atmósfera de Marte es principalmente de dióxido de carbono, pero contiene algo de ozono. El balance de los isótopos de oxígeno en el ozono son sorprendentemente extraños, con un enriquecimiento de isótopos pesados por un fenómeno físico-químico descrito por primera vez por el coautor Thiemens, y sus colegas, hace 25 años.
«Cuando el ozono reacciona con el dióxido de carbono en la atmósfera, se transfiere su rareza isotópica a la nueva molécula», dijo Shaheen, que investigó este proceso de intercambio de isótopos de oxígeno como estudiante de posgrado en la Universidad de Heidelberg en Alemania. Cuando el dióxido de carbono reacciona con agua para formar carbonatos, la marca isotópica distintiva continúa preservada.
El grado de rareza isotópica de los carbonatos refleja cuánta agua y ozono estuvieron presentes cuando se formaron. Es un registro del clima hace 3.900 millones años, encerrado en un mineral estable. Cuanto más cantidad de agua, menor indicación del raro ozono.
Este equipo midió una pronunciada indicación de ozono en los carbonatos del meteorito, lo que sugiere que a pesar de que Marte tuvo agua en ese entonces, es poco probable que fuesen vastos océanos. En cambio, el paisaje marciano primitivo tuvo, probablemente, mares más pequeños.
«Lo que también es nuevo son nuestras mediciones simultáneas de isótopos de carbono en las mismas muestras. La mezcla de isótopos de carbono indican que los diferentes minerales en el meteorito tuvieron orígenes diferentes», dice Shaheen. «Ellos nos cuentan sobre la historia de las composiciones químicas e isotópicas del dióxido de carbono en la atmósfera.»
ALH-84001 posee diminutos tubos de carbonato que algunos científicos vieron como posibles pruebas de vida microbiana, aunque se ha descartado un origen biológico de las estructuras. El 16 de diciembre, la NASA anunció otro potencial rastro de vida en Marte en forma de metano que percibió el rover Curiosity.
Los carbonatos pueden ser depositados por entidades vivas que los recogen de los minerales para construir sus esqueletos, pero este no es el caso de los minerales medidos por este equipo. «El carbonato que vemos no es de los seres vivos», dijo Shaheen. «Tiene isótopos de oxígeno anómalos que nos dicen que esto es carbonato abiótico.»
Al medir los isótopos de múltiples maneras, los químicos encontraron carbonatos empobrecidos en carbono-13 y enriquecidos en oxígeno-18. Es decir, la atmósfera de Marte en esta época, un período de gran bombardeo, tuvo mucho menos carbono-13 que en la actualidad.
El cambio en la abundancia relativa de los isótopos de carbono y oxígeno puede haber ocurrido por una gran pérdida de atmósfera marciana. Es probable que habría sido necesaria una atmósfera más densa para que el agua líquida fluyera en la superficie helada del planeta.
Fuente: The Daily Galaxy. Aportado por Eduardo J. Carletti
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