Un mineral atrapado en un meteorito marciano que cayó a la Tierra ha revelado rastros de agua en Marte que datan de hace 4.450 millones de años, según una nueva investigación. El grano de circón puede contener la evidencia directa más antigua de agua caliente en el planeta rojo, que puede haber proporcionado entornos como fuentes termales que están asociados con la vida en la Tierra.
El descubrimiento abre nuevas formas de entender si Marte alguna vez fue habitable en su pasado remoto. También agrega más respaldo a las observaciones ya recopiladas por la flota de naves espaciales que orbitan y recorren el planeta rojo, que han descubierto evidencia de dónde alguna vez existieron ríos y lagos en la superficie marciana.
Pero quedan preguntas clave sobre cuándo exactamente apareció el agua por primera vez en Marte y cómo evolucionó -y desapareció- con el tiempo.
Los científicos analizaron una muestra del meteorito “Black Beauty”, también conocido como NWA 7034, que se encontró en el desierto del Sahara en 2011. El meteorito fue expulsado de la superficie marciana después de que otro objeto celeste impactara el planeta hace entre 5 y 10 millones de años, y sus fragmentos han servido como una fuente clave para estudiar el antiguo Marte durante años.
El nuevo estudio, publicado en la revista Science Advances el 22 de noviembre, se enfocó en un solo grano del mineral circón detectado dentro del meteorito. El análisis del equipo muestra que el agua estaba presente solo 100 millones de años después de que se formara el planeta, lo que sugiere que Marte pudo haber sido capaz de albergar vida en algún momento de su historia.
“Nuestros datos sugieren la presencia de agua en la corteza de Marte en un momento comparable a la evidencia más temprana de agua en la superficie de la Tierra, hace unos 4.400 millones de años”, dijo el autor principal del estudio, Jack Gillespie, investigador de la Facultad de Geociencias y Medio Ambiente de la Universidad de Lausana en Suiza, en un comunicado. “Este descubrimiento aporta nuevas pruebas para entender la evolución planetaria de Marte, los procesos que tuvieron lugar en él y su potencial para haber albergado vida”.
Las rocas pueden contener las respuestas a algunas de las preguntas más importantes que quedan sobre Marte, como cuánta agua había y si alguna vez existió vida en el planeta. Por eso los meteoritos como Black Beauty son de tanto interés para los científicos. Carl Agee, profesor y director del Instituto de Meteorítica de la Universidad de Nuevo México, presentó por primera vez la roca espacial a la comunidad científica en 2013.
“(El meteorito Black Beauty) contiene cientos de fragmentos de rocas y minerales, cada uno con una parte diferente de los 4.500 millones de años de historia marciana”, dijo el coautor del estudio, el Dr. Aaron Cavosie, científico planetario y profesor titular del Centro de Ciencia y Tecnología Espacial de la Universidad de Curtin, en un correo electrónico. “(Es) la única fuente de piezas para el rompecabezas geológico del Marte pre-Noéico”.
El período Noéico se produjo hace entre 4.100 y 3.700 millones de años, y se sabe poco a partir de mediciones directas que datan del período pre-Noéico en Marte, entre 4.500 y 4.100 millones de años atrás, aunque es crucial comprenderlo porque sirve como la primera página en el libro de historia de Marte, dijo Cavosie.
Pero el Black Beauty reveló algunos de sus secretos. Muchos de los fragmentos de roca que contiene el meteorito muestran que la corteza marciana soportó una serie de impactos, lo que causó una enorme cantidad de trastornos en la superficie del planeta, dijo.
La roca espacial también contiene las piezas más antiguas conocidas de Marte, incluidos los circones más antiguos, indicó Cavosie.
El circón, utilizado en productos como joyas, baldosas de cerámica e implantes médicos, es un mineral resistente que puede ayudar a los científicos a escudriñar el pasado y determinar las condiciones presentes cuando cristalizó, incluida la temperatura en ese momento y si el mineral interactuó con el agua.
“El circón contiene trazas de uranio, un elemento que actúa como un reloj natural”, dijo Gillespie, quien era investigador asociado postdoctoral en la Escuela de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de Curtin en el momento del estudio. “Este elemento se desintegra en plomo con el tiempo a un ritmo conocido con precisión. Al comparar la proporción de uranio y plomo, podemos calcular la edad de formación del cristal”.
El circón del Black Beauty no sufrió alteraciones durante su viaje a la Tierra y su ardiente entrada en la atmósfera de nuestro planeta antes de estrellarse en el Sahara porque estaba protegido por su ubicación dentro del interior del meteorito, dijo Cavosie.
Durante el análisis del grano de circón, el equipo de estudio detectó cantidades inusuales de hierro, sodio y aluminio, lo que sugiere que los fluidos ricos en agua dejaron estos rastros en el circón cuando se formó hace 4.450 millones de años.
Dichos elementos no suelen encontrarse en el circón cristalino, pero los estudios a escala atómica del circón realizados por los investigadores mostraron que los elementos se incorporaron a la estructura cristalina y se alinearon como puestos de frutas en un mercado, dijo Cavosie.
“Podríamos decir por los patrones de cómo se encuentran (el hierro, el aluminio y el sodio) dentro del circón que se incorporaron al grano a medida que crecía, como capas en una cebolla”, explicó Cavosie.
En la Tierra, los circones de los sistemas hidrotermales, que se forman cuando el agua se calienta por la actividad volcánica del subsuelo como el flujo ascendente de magma caliente, tienen patrones similares a los encontrados en el Black Beauty.
Si hace 4.450 millones de años existían sistemas hidrotermales en la corteza marciana, es probable que el agua líquida llegara a la superficie.
“Nuestra experiencia en la Tierra demuestra que el agua es fundamental para los hábitats capaces de sustentar la vida”, afirmó Cavosie. “Muchos entornos de la Tierra albergan vida en sistemas de agua caliente, incluidas fuentes termales y respiraderos hidrotermales. Dichos entornos pueden haber dado lugar a las primeras formas de vida en la Tierra. Nuestro nuevo estudio demuestra que la corteza de Marte era cálida y húmeda en el período anterior al Noé, lo que significa que es posible que existieran entornos habitables en esa época”.
Cavosie siente curiosidad por determinar si los sistemas hidrotermales como las fuentes termales eran frecuentes cuando el magma ayudaba a formar la corteza del planeta rojo entre hace 4.480 millones y 4.430 millones de años o si eran más episódicos.
“Si los sistemas hidrotermales eran una característica estable en el Marte primitivo, indicaría que las condiciones habitables pueden haber persistido durante un período considerable de tiempo”, afirmó Cavosie. “Esta es ahora una hipótesis comprobable que se puede abordar mediante la recopilación de más datos de los circones marcianos”.
Hasta que se puedan traer muestras directamente de Marte, el meteorito Black Beauty es una de las mejores ventanas para ver cómo se formó la corteza marciana y cómo era la superficie primitiva de Marte, dijo Briony Horgan, coinvestigadora de la misión del rover Perseverance y profesora de ciencias planetarias en la Universidad de Purdue en West Lafayette, Indiana. Horgan no participó en este estudio.
Encontrar evidencia de sistemas hidrotermales dentro del subsuelo a partir de un pequeño grano de circón se alinea con las teorías científicas sobre la cantidad de agua y actividad volcánica que existían en el antiguo Marte, indicó. Y estos primeros entornos potencialmente habitables habrían estado protegidos de la radiación por un fuerte campo magnético planetario, del que Marte carece actualmente, agregó Horgan. Los científicos todavía tratan de explicar cómo el planeta rojo perdió su campo magnético protector.
Actualmente, el rover Perseverance escala el borde del cráter Jezero en Marte, un antiguo lago que estuvo lleno de agua hace 3.700 millones de años. Algunas de las rocas que ha encontrado el rover pueden haberse formado por sistemas hidrotermales, según Horgan.
El rover tomará muestras de las rocas porque podrían preservar evidencia de vida microbiana antigua.
“Por mucho que los meteoritos nos puedan decir, podemos hacerlo aún mejor con una muestra de roca cuidadosamente seleccionada e intacta de una ubicación conocida en Marte con un buen contexto geológico”, afirmó Horgan. “Por lo tanto, este artículo es una gran motivación para traer nuestras muestras de Marte de regreso a la Tierra para estudiarlas con el mismo nivel de detalle en los próximos años”.
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