Marte pudo tener dos reservas diferentes de agua en su pasado
Marte y agua. Es una inusual pareja que ha resonado en la última década, con cada vez más evidencia de un pasado nada parecido al desierto polvoriento y rocoso que invade nuestro vecino planetario. Y ahora un grupo de científicos ha descubierto al menos dos reservas distintas de agua ancestral, con firmas químicas diferentes, que podrían preservarse bajo la superficie marciana.
Este hallazgo sugiere que, a diferencia de la Tierra, el planeta rojo pudo no haber albergado un océano de magma global.
«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.
Misterio en meteoritos
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.
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.
Meteorito Black Beauty.
«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?».
Meteorito Allan Hills (ALH 84001).
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.
El meteorito Allan Hills, de origen marciano, creó gran controversia debido al descubrimiento de indicios que sugieren la posible existencia de vida unicelular en el planeta Marte, tal como puede observarse en esta vista microscópica de su estructura interna.
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.
Los detalles del hallazgo se publican en la revista Nature Geoscience.
Fuente: EurekAlert!. Edición: EP.
