Sin agua ni vida, la geología de Marte es impulsada por el viento

En la Tierra, todos sabemos qué cambia nuestros paisajes: la erosión hídrica y eólica, la actividad tectónica y el vulcanismo. Hoy en Marte, la erosión eólica está en acción. El viento es en todas partes un escultor inexorable. Y podría haber creado lugares donde los científicos planetarios y los astrobiólogos buscan rastros de la vida marciana primordial en la actualidad.

El trabajo de los vientos marcianos

Desde que Marte perdió su agua, la suave fuerza de la erosión del viento ha alterado la superficie de Marte y afectado su geología. Esa es la conclusión de un grupo de científicos planetarios dirigido por la astronauta y científica planetaria Jessica Watkins y el profesor de Caltech John Grotzinger. Watkins trabajó como postdoctorado con Grotzinger y es el primer autor de un artículo que describe el trabajo de su equipo. (Resulta que ella revisó la versión final del artículo mientras estaba en la Estación Espacial Internacional).

«Este artículo describe el descubrimiento de una discordancia en una secuencia de rocas sedimentarias en Marte», dijo, describiendo una discontinuidad o ruptura en el tiempo de depósito entre secuencias de rocas. «En este caso, separa rocas que registran una época en la que había un lago en el cráter Gale y una secuencia superpuesta de rocas que registra una época en que el clima era mucho más seco, lo que llevó a la formación de dunas de arena eólica. La discordancia es importante en que registra no solo la transición entre regímenes ambientales, sino también la erosión sustancial de rocas más antiguas (lacustres o lacustres) antes de la deposición de rocas más jóvenes (eólicas o impulsadas por el viento).

Watkins comenzó a estudiar los accidentes geográficos y los procesos aquí en la Tierra para comprender los mismos eventos en Marte. «Marte es como la Tierra en muchos aspectos», dijo. «Me pareció fascinante que pudiéramos estudiar procesos y accidentes geográficos en la Tierra para comprender mejor los observados en Marte (¡y viceversa!)». Su trabajo sobre los procesos eólicos (impulsados ​​por el viento) en Marte ha llevado a un mayor escrutinio de los hallazgos de Curiosity.

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Una mirada al ciclo de las rocas marcianas

Grotzinger fue el científico del proyecto de la misión Curiosity. Este rover todavía proporciona evidencia de primera mano de que la geología de Marte es muy diferente a la de la Tierra. «El trabajo de erosión en Marte es impulsado principalmente por el viento, que actúa como un plumero durante cientos de millones o incluso miles de millones de años», dijo Grotzinger. «Es muy diferente de la Tierra, por ejemplo, donde la extrema aspereza de las montañas de San Gabriel es creada por torrentes de agua de lluvia que diseccionan el paisaje durante períodos de tiempo geológico relativamente breves».

Si uno de los objetivos de las misiones a Marte es «encontrar el agua», comprender el ciclo de las rocas es igualmente crucial. Los científicos planetarios preguntan, ¿cómo se formaron las capas de roca de Marte? ¿Cómo cambian? ¿Qué los destruye? En la Tierra, la roca fundida fluye desde las características volcánicas para crear capas ígneas. Es erosionado por el viento y la lluvia y depositado como roca sedimentaria. La acción del agua es un actor importante aquí, así como la deposición de arena y roca impulsada por el viento.

Finalmente, la actividad tectónica desde abajo empuja las capas de roca hacia arriba (o las derriba). Las placas tectónicas pueden deslizarse entre sí, lo que hace que los continentes se rompan o choquen. Este proceso construyó el Himalaya y ayudó a levantar las Montañas Rocosas. Entonces la erosión toma el control y mueve pedazos de roca.

Marte no tiene ese tipo de actividad en estos días. Por supuesto, una vez hubo volcanes activos que cubrieron la tierra con lava. Solo mire Tharsis Bulge para ver cómo la acumulación de lava ha influido en esta región. Y todos sabemos que Marte tenía agua. Hay evidencia de esto en todo el planeta. Pero, no hay placas tectónicas que se deslicen y deslicen causando Marsquakes y episodios de alteración de la superficie. Entonces, sin que el flujo de agua haya causado erosión durante los últimos mil millones de años, ¿qué más cambia el paisaje marciano? La respuesta parece ser: erosión eólica.

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pistas de viento

Ahora, podría pensar que no hay suficiente presión o volumen atmosférico en Marte para causar vientos de erosión con fuerza de vendaval. Bueno, es cierto, en cierto modo. Pero, la influencia de la erosión eólica está ahí. Solo búscalo bien. Y eso es lo que hicieron Watkins, Grotzinger y otros colegas. Estudiaron las observaciones de Curiosity en Gale Crater en busca de pistas.

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Esta imagen, tomada con la cámara del Experimento científico de imágenes de alta resolución (HiRISE), muestra distintas bandas de tonalidad y brillo alternados dentro de la «Formación Murray» en Marte. Afloramientos como este son comunes en toda la formación, aunque se desconoce el origen de las bandas. Estas bandas pueden representar procesos acuosos que ocurrieron durante o después de la deposición de sedimentos de la Formación Murray. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Gale Crater es un lecho de lago seco de 60 kilómetros de diámetro en Marte. Mientras atravesaba el cráter, el rover Curiosity trazó Formación Murray. Es una capa de 300 metros de espesor de lutita en capas que lleva el nombre del difunto Bruce Murray. Fue profesor de ciencias planetarias en Caltech y ex director del Laboratorio de Propulsión a Chorro. Lodolita formada por lodo de grano fino comprimido por capas superiores. Algunas de las capas superiores son relativamente insensibles a la erosión eólica. Sin embargo, en otros lugares, el viento carcome las capas superiores. También hay áreas que parecen antiguas dunas de arena que atraviesan el área. A medida que avanzaban depositaban capas de arena, todo ello impulsado por la acción del viento.

“Gale Crater es un lugar espectacular donde puedes documentar múltiples ciclos de erosión”, dijo Grotzinger. «Todo esto nos ayuda a comprender cómo funciona Marte en general y también informará a los científicos que interpretan las observaciones del rover Perseverance».

Erosión eólica, rocas sedimentarias y vida.

Entonces parece que la erosión eólica, incluso el estilo suave que vemos en Marte, puede traer grandes cambios a la superficie allí. Donde el agua revela capas de roca en la Tierra, el viento lo hace en Marte. Los hallazgos de cambios en el paisaje causados ​​por la erosión en el cráter Gale podrían ser una pista de cambios similares en otras partes de Marte. Los datos de Curiosity y Perseverance están brindando a los científicos planetarios como los astronautas Watkins y Grotzinger una nueva mirada a los procesos que dan forma a las superficies rocosas y, tal vez, preservan evidencia de vida antigua.

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En la Tierra, la erosión eólica y la deposición de partículas de arena y roca han preservado ejemplos de nuestra biosfera primordial. Si lo mismo sucediera con la posible vida temprana en Marte, entonces las rocas sedimentarias arrastradas por el viento en el Planeta Rojo podrían convertirse en un tesoro oculto de firmas biológicas marcianas.

En una sesión de preguntas y respuestas con estudiantes en agosto de 2022, el astronauta Watkins mencionó los estudios actuales de Perseverence Mission sobre depósitos erosivos en un antiguo delta en el lecho de un lago. Estoy muy emocionada con los depósitos delta sobre los que Perseverance está comenzando a escalar”, dijo. «Creo que esto será realmente esclarecedor para nosotros y, con suerte, nos dará una idea de la habitabilidad de Marte y, con suerte, también encontraremos signos de vida antigua. Estos depósitos delta serán el lugar perfecto donde, si hay esos signos allí, eso es dónde estarán.

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