El agua es omnipresente en la Tierra: alrededor del 70 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta por esa sustancia. El agua está en el aire, en la superficie y dentro de las rocas. Evidencia geológica sugiere que el agua se ha mantenido estable en la Tierra desde hace unos 4.300 millones de años.
La historia del agua en el Marte primitivo es menos segura. Determinar cuándo apareció el agua por primera vez, dónde y durante cuánto tiempo son cuestiones candentes que impulsan exploración de marte. Si Marte alguna vez fue liveablese necesitaba cierta cantidad de agua.
Mis colegas y yo estudiamos el mineral circón en un meteorito de Marte y encontramos evidencia de que había agua presente cuando se formó el cristal de circón hace 4.450 millones de años. Nuestros resultados, publicados en el diario Avances científicospuede representar la evidencia más antigua de agua en Marte.
Un planeta rojo húmedo
Desde hace tiempo se reconoce que el agua jugó un papel importante en la historia temprana de Marte. Para situar nuestros resultados en un contexto más amplio, consideremos primero lo que significa “Marte temprano” en términos de la escala de tiempo geológica marciana y luego consideremos las diferentes formas de buscar agua en Marte.
Al igual que la Tierra, Marte se formó hace unos 4.500 millones de años. La historia de Marte tiene cuatro períodos geológicos. Estos son el Amazonas (desde hoy hasta 3 mil millones de años), el Hesperio (hace 3 mil millones a 3,7 mil millones de años), el Noé (hace 3,7 mil millones a 4,1 mil millones de años) y el Pre-Noé (hace 4,1 mil millones a aproximadamente 4,5 mil millones de años). atrás).
La evidencia de agua en Marte se informó por primera vez en la década de 1970, cuando La nave espacial Mariner 9 de la NASA capturó imágenes de valles fluviales en la superficie marciana. Misiones orbitales posteriores, incluidas Explorador world de Marte y Marte expresodetectó la presencia generalizada de minerales arcillosos hidratados en la superficie. Estos habrían necesitado agua.
Los valles de los ríos marcianos y los minerales arcillosos se encuentran principalmente en los terrenos de Noé, que cubren alrededor del 45 por ciento de Marte. Además, los orbitadores también encontraron grandes canales de inundación—llamados canales de salida—en terrenos hesperianos. Estos sugieren la presencia de agua de corta duración en la superficie, tal vez debido a la liberación de agua subterránea.
La mayoría de los informes de agua en Marte se encuentran en materiales o terrenos de más de 3 mil millones de años. Más recientemente, no hay mucha evidencia de agua líquida estable en Marte.
Pero ¿qué pasó durante el Pre-Noé? ¿Cuándo apareció agua por primera vez en Marte?
Una ventana al Marte anterior a Noé
Hay tres formas de buscar agua en Marte. El primero consiste en utilizar observaciones de la superficie realizadas por naves espaciales en órbita. El segundo es utilizar observaciones terrestres como las realizadas por los vehículos exploradores de Marte.
La tercera forma es estudiar los meteoritos marcianos que han aterrizado en la Tierra, que es lo que hicimos.
De hecho, el único materials anterior a Noé que tenemos disponible para estudiar directamente se encuentra en meteoritos de Marte. Una pequeña cantidad de todos los meteoritos que han aterrizado en la Tierra. han venido de nuestro planeta vecino.
Un subconjunto aún más pequeño de esos meteoritos, que se cree que fueron expulsados de Marte durante un solo impacto de asteroidecontienen materials anterior a Noé.
El “modelo” de este grupo es una roca extraordinaria llamada NWA7034, o Black Magnificence.
Black Magnificence es un famoso meteorito marciano hecho de materials de superficie fragmentado o regolito. Además de fragmentos de roca, contiene circones que se formaron hace entre 4,48 y 4,43 mil millones de años. Estas son las piezas de Marte más antiguas que se conocen.
Mientras estudiamos oligoelementos en uno de estos antiguos circones, encontramos evidencia de procesos hidrotermales, lo que significa que estuvieron expuestos a agua caliente cuando se formaron en un pasado distante.
Oligoelementos, agua y una conexión con depósitos minerales
El circón que estudiamos es 4,45 mil millones de años. En su inside, el hierro, el aluminio y el sodio se conservan en patrones de abundancia como capas concéntricas, similares a una cebolla.
Este patrón, llamado zonación oscilatoria, indica que la incorporación de estos elementos al circón se produjo durante su historia ígnea, en el magma.
El problema es que el hierro, el aluminio y el sodio normalmente no se encuentran en el circón ígneo cristalino; entonces, ¿cómo terminaron estos elementos en el circón marciano?
La respuesta es agua caliente.
En las rocas terrestres, es raro encontrar circón con patrones de zona de crecimiento para elementos como el hierro, el aluminio y el sodio. Uno de los únicos lugares donde se ha descrito es desde Presa Olímpica en Australia del Sur, un depósito gigante de cobre, uranio y oro.
Los metales en lugares como la Presa Olímpica se concentraron mediante sistemas hidrotermales (agua caliente) que se movían a través de las rocas durante el magmatismo.
Los sistemas hidrotermales se forman en cualquier lugar donde el agua caliente, calentada por sistemas de plomería volcánica, se mueve a través de las rocas. Espectaculares géiseres en lugares como Parque Nacional Yellowstone en los Estados Unidos se forman cuando el agua hidrotermal entra en erupción en la superficie de la Tierra.
El hallazgo de un circón marciano hidrotermal plantea la intrigante posibilidad de que se formen depósitos de mineral en el Marte primitivo.
Estudios anteriores han propuesto un Marte húmedo pre-Noé. Las proporciones inusuales de isótopos de oxígeno en un circón marciano de 4.430 millones de años de antigüedad se interpretaron anteriormente como evidencia de una hidrosfera temprana. Incluso se ha sugerido que Marte pudo haber tenido una océano world temprano Hace 4,45 mil millones de años.
El panorama basic de nuestro estudio es que los sistemas hidrotermales magmáticos estuvieron activos durante la formación temprana de la corteza de Marte hace 4.450 millones de años.
No está claro si esto significa que el agua superficial estaba estable en ese momento, pero creemos que es posible. Lo que está claro es que la corteza de Marte, al igual que la Tierra, tenía agua poco después de su formación, un ingrediente necesario para la habitabilidad.
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Crédito de la imagen: JPL-Caltech/NASA
