El rover Curiosity de la NASA, que actualmente explora el cráter Gale en Marte, ha demostrado cómo el antiguo clima marciano pasó de ser potencialmente adecuado para la vida (con evidencia de una gran cantidad de agua líquida en la superficie) a una superficie inadecuada para la vida terrestre tal como la conocemos.
Aunque la superficie de Marte hoy es gélida e inhóspita para la vida, los exploradores robóticos de la NASA en Marte están buscando pistas sobre si podría haber albergado vida en el pasado distante. Los investigadores utilizaron instrumentos a bordo del Curiosity para medir la composición isotópica de minerales ricos en carbono (carbonatos) encontrados en el cráter Gale y descubrieron nuevos conocimientos sobre cómo cambió el antiguo clima del planeta rojo.
“Los valores isotópicos de estos carbonatos apuntan a cantidades extremas de evaporación, lo que sugiere que estos carbonatos probablemente se formaron en un clima que sólo podía soportar agua líquida transitoria”, dijo el autor principal David Burt del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. El 7 de octubre se publicó un artículo que describe la investigación en Proceedings of the National Academy of Sciences. “Nuestras muestras no son consistentes con un entorno antiguo con vida (biosfera) en la superficie marciana, aunque esto no descarta la posibilidad de una biosfera subterránea o una biosfera superficial que comenzó y terminó antes de que se formaran estos carbonatos”.
Los isótopos son versiones de un elemento con diferentes masas. A medida que el agua se evaporaba, era más probable que las versiones más ligeras de carbono y oxígeno escaparan a la atmósfera, mientras que las versiones más pesadas a menudo quedaban atrás, acumulándose en gran abundancia y, en este caso, eventualmente incorporándose a las rocas carbonatadas. Los científicos están interesados en los carbonatos debido a su probada capacidad para actuar como registros climáticos. Estos minerales pueden conservar la firma del entorno en el que se formaron, incluida la temperatura y acidez del agua y la composición del agua y la atmósfera.
El artículo propone dos mecanismos de formación de carbonatos que se encuentran en los vendavales. En el primer escenario, los carbonatos se formaron a través de una serie de ciclos húmedo-seco dentro del cráter Gale. En el segundo, los carbonatos se formaron en agua muy salina en condiciones frías de formación de hielo (criogénicas) en el cráter Gale.
“Estos procesos de formación representan dos regímenes climáticos diferentes que pueden presentar diferentes condiciones de habitabilidad”, dijo Jennifer Stern de NASA Goddard, coautora del artículo. “El ciclo húmedo-seco indicaría una transición entre entornos más habitables y menos habitables, mientras que las temperaturas criogénicas en latitudes medias de Marte indicarían un entorno menos habitable donde la mayor parte del agua está atrapada en el hielo y no está disponible para la química o la biología. Y lo que hay allí es muy salado y desagradable para la vida.”
Estos escenarios climáticos han sido propuestos previamente para el antiguo Marte basándose en la presencia de ciertos minerales, modelización a escala global e identificación de formaciones rocosas. Este resultado es el primero en agregar evidencia isotópica de muestras de rocas para respaldar la opinión.
Los valores de isótopos pesados de los carbonatos marcianos son significativamente más altos que los observados en la Tierra para los minerales de carbonato, y los valores de isótopos de carbono y oxígeno más pesados registrados para cualquier material marciano. De hecho, según el equipo, se necesitan climas húmedos-secos y fríos-salados para formar carbonatos pesados en carbono y ricos en oxígeno.
“Estos valores de isótopos de carbono y oxígeno, más que cualquier otra cosa medida en la Tierra o Marte, apuntan a un proceso (o procesos) que conducen a extremos”, dijo Burt. “Si bien la evaporación puede causar cambios significativos de isótopos de oxígeno en la Tierra, los cambios medidos en este estudio fueron dos o tres veces mayores. Esto significa dos cosas: 1) hubo una cantidad extrema de evaporación para hacer que estos valores de isótopos fueran tan pesados , y 2) estos valores elevados se conservaron, por lo que cualquier proceso que produzca valores de isótopos más ligeros debe tener una magnitud significativamente menor”.
El descubrimiento se realizó utilizando los instrumentos de Análisis de muestras en Marte (SAM) y Espectrómetro láser sintonizable (TLS) en el rover Curiosity. SAM calienta las muestras a aproximadamente 1652 grados Fahrenheit (aproximadamente 900 grados Celsius) y luego usa TLS para analizar los gases producidos durante esa etapa de calentamiento.
La financiación para este trabajo provino del Programa de Exploración de Marte de la NASA a través del proyecto Mars Science Laboratory. Curiosity fue construido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, operado por Caltech en Pasadena, California. JPL lidera la misión en nombre de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. La NASA construyó el instrumento Goddard SAM, un laboratorio científico en miniatura que contiene tres instrumentos diferentes, incluido TLS para análisis químicos, así como procedimientos para manipular y procesar muestras.