Los científicos se llevaron una sorpresa cuando el rover Perseverance Mars de la NASA comenzó a examinar rocas en el suelo del cráter Jezero en la primavera de 2021: debido a que el cráter contenía un lago hace miles de millones de años, esperaban encontrar roca sedimentaria, que se habría formado cuando la arena y el barro se asentaron en un ambiente que alguna vez fue acuoso. En cambio, descubrieron que el suelo estaba hecho de dos tipos de roca ígnea: una que se formaba profundamente bajo tierra a partir del magma, la otra de la actividad volcánica en la superficie.
Los hallazgos se describen en cuatro nuevos artículos publicados. En Science, uno ofrece una visión general de la exploración de Perseverance del suelo del cráter antes de que llegara al antiguo delta del río Jezero en abril de 2022; un segundo estudio en la misma revista detalla rocas distintivas que parecen haberse formado a partir de un cuerpo grueso de magma. Los otros dos artículos, publicados en Science Advances, detallan las formas únicas en que el láser de vaporización de rocas y el radar de penetración en el suelo de Perseverance establecieron que las rocas ígneas cubren el suelo del cráter.
Roca de los Siglos
Las rocas ígneas son excelentes cronometradores: los cristales dentro de ellas registran detalles sobre el momento preciso en que se formaron.
«Un gran valor de las rocas ígneas que recolectamos es que nos contarán sobre cuándo el lago estaba presente en Jezero. Sabemos que estuvo allí más recientemente de lo que se formaron las rocas del suelo del cráter ígneo», dijo Ken Farley de Caltech, científico del proyecto Perseverance y autor principal del primero de los nuevos artículos de Science. «Esto abordará algunas preguntas importantes: ¿Cuándo fue el clima de Marte propicio para los lagos y ríos en la superficie del planeta, y cuándo cambió a las condiciones muy frías y secas que vemos hoy?»
Sin embargo, debido a cómo se forma, la roca ígnea no es ideal para preservar los signos potenciales de la vida microscópica antigua que Perseverance está buscando. Por el contrario, determinar la edad de la roca sedimentaria puede ser un desafío, particularmente cuando contiene fragmentos de roca que se formaron en diferentes momentos antes de que se depositara el sedimento rocoso. Pero la roca sedimentaria a menudo se forma en ambientes acuosos adecuados para la vida y es mejor para preservar los signos antiguos de vida.
Es por eso que el delta del río rico en sedimentos que Perseverance ha estado explorando desde abril de 2022 ha sido tan tentador para los científicos. El rover ha comenzado a perforar y recolectar muestras de núcleos de rocas sedimentarias allí para que la campaña de retorno de muestras de Marte pueda devolverlas a la Tierra para ser estudiadas por un poderoso equipo de laboratorio demasiado grande para llevarlas a Marte.
Misteriosas rocas formadas por magma
Un segundo artículo publicado en Science resuelve un misterio de larga data en Marte. Hace años, los orbitadores de Marte detectaron una formación rocosa llena del mineral olivino. Midiendo aproximadamente 27,000 millas cuadradas (70,000 kilómetros cuadrados), casi del tamaño de Carolina del Sur, esta formación se extiende desde el borde interior del cráter Jezero hasta la región circundante.
Los científicos han ofrecido varias teorías de por qué el olivino es tan abundante en un área tan grande de la superficie, incluidos los impactos de meteoritos, las erupciones volcánicas y los procesos sedimentarios. Otra teoría es que el olivino se formó en las profundidades subterráneas a partir del enfriamiento lento del magma (roca fundida) antes de ser expuesto con el tiempo por la erosión.
Yang Liu, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, y sus coautores han determinado que la última explicación es la más probable. La perseverancia abrasó una roca para revelar su composición; Al estudiar el parche expuesto, los científicos se centraron en el gran tamaño de grano del olivino, junto con la química y la textura de la roca.
Utilizando el Instrumento Planetario de Perseverance para la Litoquímica de Rayos X, o PIXL, determinaron que los granos de olivino en el área miden de 1 a 3 milímetros, mucho más grandes de lo que se esperaría para el olivino que se formó en la lava que se enfria rápidamente en la superficie del planeta.
«Este gran tamaño de cristal y su composición uniforme en una textura de roca específica requieren un ambiente de enfriamiento muy lento», dijo Liu. «Entonces, lo más probable es que este magma en Jezero no estuviera en erupción en la superficie».
Herramientas científicas únicas
Los dos artículos de Science Advances detallan los hallazgos de instrumentos científicos que ayudaron a establecer que las rocas ígneas cubren el suelo del cráter. Los instrumentos incluyen el láser SuperCam de Perseverance y un radar de penetración en el suelo llamado RIMFAX (Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment).
SuperCam está equipado con láser de vaporización de rocas que puede eliminar un objetivo tan pequeño como la punta de un lápiz desde hasta 20 pies (7 metros) de distancia. Estudia el vapor resultante utilizando un espectrómetro de luz visible para determinar la composición química de una roca. SuperCam superó los 1.450 puntos durante los primeros 10 meses de Perseverance en Marte, ayudando a los científicos a llegar a su conclusión sobre las rocas ígneas en el suelo del cráter.
Además, SuperCam utilizó luz infrarroja cercana, es el primer instrumento en Marte con esa capacidad, para encontrar que el agua alteraba los minerales en las rocas del suelo del cráter. Sin embargo, las alteraciones no fueron generalizadas en todo el suelo del cráter, de acuerdo con la combinación de observaciones láser e infrarrojas.
«Los datos de SuperCam sugieren que estas capas de roca se aislaron del agua del lago Jezero o que el lago existió durante un tiempo limitado», dijo Roger Wiens, investigador principal de SuperCam en la Universidad de Purdue y el Laboratorio Nacional de Los Álamos.
RIMFAX marca otra primicia: los orbitadores de Marte llevan radares de penetración terrestre, pero ninguna nave espacial en la superficie de Marte lo ha hecho antes de Perseverance. Al estar en la superficie, RIMFAX puede proporcionar detalles incomparables y examinó el piso del cráter a una profundidad de hasta 50 pies (15 metros).
Sus «radargramas» de alta resolución muestran capas de roca inesperadamente inclinadas hasta 15 grados bajo tierra. Comprender cómo se ordenan estas capas de roca puede ayudar a los científicos a construir una línea de tiempo de la formación del cráter Jezero.
«Como el primer instrumento de este tipo en operar en la superficie de Marte, RIMFAX ha demostrado el valor potencial de un radar de penetración en el suelo como una herramienta para la exploración del subsuelo», dijo Svein-Erik Hamran, investigador principal de RIMFAX en la Universidad de Oslo en Noruega.
El equipo científico está entusiasmado con lo que han encontrado hasta ahora, pero están aún más entusiasmados con la ciencia que se avecina.
Homo Sapiens interesado por la Ciencia y la Tecnología
