El nuevo mapa de agua de Marte resultará invaluable para futuras exploraciones

El mapa muestra depósitos minerales en todo el planeta y se ha creado minuciosamente durante la última década utilizando datos del instrumento Mars Express Observatoire pour la Mineralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité (OMEGA) de la ESA y el Mars Reconnaissance Orbiter Compact Reconnaissance Imaging de la NASA. Instrumento espectrómetro para Marte (CRISM).

Específicamente, el mapa muestra las ubicaciones y abundancias de minerales acuosos. Estos provienen de rocas que han sido químicamente alteradas por la acción del agua en el pasado y típicamente se han transformado en arcillas y sales.

En la Tierra, las arcillas se forman cuando el agua interactúa con las rocas, con diferentes condiciones que dan lugar a diferentes tipos de arcillas. Por ejemplo, los minerales arcillosos como la esmectita y la vermiculita se forman cuando cantidades relativamente pequeñas de agua interactúan con la roca y, por lo tanto, retienen en su mayoría los mismos elementos químicos que las rocas volcánicas originales. En el caso de la esmectita y la vermiculita esos elementos son el hierro y el magnesio. Cuando la cantidad de agua es relativamente alta, las rocas se pueden alterar más. Los elementos solubles tienden a ser arrastrados dejando arcillas ricas en aluminio como el caolín.

La gran sorpresa es la prevalencia de estos minerales. Hace diez años, los científicos planetarios conocían alrededor de 1000 afloramientos en Marte. Esto los hizo interesantes como rarezas geológicas. Sin embargo, el nuevo mapa ha invertido la situación, revelando cientos de miles de tales áreas en las partes más antiguas del planeta.

«Este trabajo ahora ha establecido que cuando estudias los terrenos antiguos en detalle, no ver estos minerales es en realidad una rareza», dice John Carter, Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) y Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), Université Paris-Saclay y Aix Marseille Université, Francia.

Este es un cambio de paradigma para nuestra comprensión de la historia del planeta rojo. A partir de la menor cantidad de minerales acuosos que previamente sabíamos que estaban presentes, era posible que el agua estuviera limitada en su extensión y duración. Ahora, no puede haber ninguna duda de que el agua desempeñó un papel muy importante en la configuración de la geología en todo el planeta.

Ahora, la gran pregunta es si el agua fue persistente o se limitó a episodios más cortos e intensos. Si bien aún no proporciona una respuesta definitiva, los nuevos resultados ciertamente brindan a los investigadores una mejor herramienta para buscar la respuesta.

“Creo que colectivamente hemos simplificado demasiado a Marte”, dice John. Explica que los científicos planetarios han tendido a pensar que solo se crearon unos pocos tipos de minerales arcillosos en Marte durante su período húmedo, y luego, a medida que el agua se secó gradualmente, se produjeron sales en todo el planeta.

Este nuevo mapa muestra que es más complicado de lo que se pensaba. Si bien muchas de las sales marcianas probablemente se formaron más tarde que las arcillas, el mapa muestra muchas excepciones donde hay una mezcla íntima de sales y arcillas, y algunas sales que se supone que son más antiguas que algunas arcillas.

“La evolución de mucha agua a nada de agua no es tan clara como pensábamos, el agua no se detuvo de la noche a la mañana. Vemos una gran diversidad de contextos geológicos, por lo que ningún proceso o línea de tiempo simple puede explicar la evolución de la mineralogía de Marte. Ese es el primer resultado de nuestro estudio. La segunda es que si excluye los procesos de vida en la Tierra, Marte exhibe una diversidad de mineralogía en entornos geológicos tal como lo hace la Tierra”, dice.

En otras palabras, cuanto más de cerca miramos, más complejo se vuelve el pasado de Marte.

Los instrumentos OMEGA y CRISM son ideales para esta encuesta. Sus conjuntos de datos son altamente complementarios, funcionan en el mismo rango de longitud de onda y son sensibles a los mismos minerales. CRISM proporciona de forma única imágenes espectrales de alta resolución de la superficie (hasta 15 m/píxel) para parches muy localizados de Marte, y lo convierte en el más adecuado para mapear pequeñas regiones de interés, como sitios de aterrizaje de rover. Por ejemplo, el mapeo muestra que el cráter Jezero, donde el rover Perseverance 2020 de la NASA está explorando actualmente, muestra una rica variedad de minerales hidratados.

OMEGA, por otro lado, brinda una cobertura global de Marte con una resolución espectral más alta y con una mejor relación señal-ruido. Esto lo hace más adecuado para el mapeo global y regional, y para discriminar entre los diferentes minerales de alteración.

Los resultados se presentan en un par de artículos, escritos por John, Lucie Riu y colegas. Lucie estaba en el Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas (ISAS), Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA), Sagamihara, Japón, cuando se realizó parte del trabajo, pero ahora es investigadora de la ESA en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC) de la ESA en Madrid.

Con las detecciones básicas en la mano, Lucie decidió dar el siguiente camino y cuantificar las cantidades de minerales que estaban presentes. «Si sabemos dónde y en qué porcentaje está presente cada mineral, nos da una mejor idea de cómo se podrían haber formado esos minerales», dice ella.

Este trabajo también brinda a los planificadores de misiones algunos excelentes candidatos para futuros lugares de aterrizaje, por dos razones. En primer lugar, los minerales acuosos todavía contienen moléculas de agua. Junto con las ubicaciones conocidas de hielo de agua enterrado, esto proporciona posibles ubicaciones para extraer agua para la utilización de recursos in situ, clave para el establecimiento de bases humanas en Marte. Las arcillas y las sales también son materiales de construcción comunes en la Tierra.

En segundo lugar, incluso antes de que los humanos vayan a Marte, los minerales acuosos proporcionan lugares fantásticos para realizar actividades científicas. Como parte de esta campaña de mapeo de minerales, se descubrió el sitio acaudalado en arcilla de Oxia Planum. Estas arcillas antiguas incluyen los minerales ricos en hierro y magnesio de esmectita y vermiculita. No solo pueden ayudar a descifrar el clima pasado del planeta, sino que son sitios perfectos para investigar si alguna vez comenzó la vida en Marte. Como tal, Oxia Planum fue propuesto y finalmente seleccionado como lugar de aterrizaje para el rover Rosalind Franklin de la ESA.

“Esto es lo que me interesa, y creo que este tipo de trabajo de mapeo ayudará a abrir esos estudios en el futuro”, dice Lucie.

Como siempre cuando se trata de Marte, cuanto más aprendemos sobre el planeta, más fascinante se vuelve.

Notas para editores

Un catálogo orbital de Marte de firmas de alteración acuosa (mocas) por J. Carter et al está en prensa en Ícaro.

El proyecto M3: 3 – Distribución de la opulencia global de silicatos hidratados en Marte por L. Riu et al se publica en ÍcaroVolumen 374, 2022.

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