El secreto de los cristales de Marte: hubo agua y quizá vida

Un estudio pionero ha revelado que ciertos cristales en el subsuelo marciano se formaron en presencia de agua. La clave podría estar en su estructura: podrían guardar huellas de un pasado habitable... o incluso con vida microscópica.

Por Enrique Coperías

Una investigación ha revelado una clave crucial: la existencia de dos generaciones distintas de minerales de sulfato de calcio en Marte, lo que sugiere múltiples episodios de actividad hidrotermal en distintos momentos y profundidades del subsuelo marciano. Imagen conceptual de la superficie marciana generada con DALL-E

Desde su llegada al planeta rojo en febrero de 2021, el róver Perseverance de la NASA ha recorrido las antiguas orillas de lo que una vez fue un lago en el cráter Jezero, con un objetivo ambicioso: descubrir si Marte fue alguna vez un planeta habitable.

Entre las exploraciones más relevantes de este todoterreno marciano se encuentra el estudio de la llamada formación Shenandoah, una región rica en rocas sedimentarias que podrían contener pistas sobre el pasado acuoso y biológico del planeta.

Una investigación liderada por la Universidad Tecnológica de Queensland (QUT), en Australia, recientemente publicada en la prestigiosa revista Science Advances, ha revelado una clave crucial: la existencia de dos generaciones distintas de minerales de sulfato de calcio, lo que sugiere múltiples episodios de actividad hidrotermal en diferentes momentos y profundidades en el subsuelo marciano.

Este hallazgo no solo transforma nuestra comprensión del pasado geológico de Marte, sino que también fortalece la posibilidad de que haya habido condiciones habitables en el planeta en varias etapas de su existencia.

¿Qué son los sulfatos y por qué son importantes para entender Marte?

Los sulfatos de calcio, como el yeso y la anhidrita, son minerales que se forman habitualmente en presencia de agua líquida. En la Tierra, aparecen en ambientes evaporíticos, como lagos salinos y aguas subterráneas, y su estudio permite reconstruir el clima y las condiciones geoquímicas del entorno.

En Marte, la presencia de estos minerales constituye una fuerte evidencia de que hubo agua en el pasado, y por tanto, potencial para que prosperara la vida microbiana.

Según explica el doctor Michael Jones, autor principal del estudio e investigador en la Unidad Central de Investigación Analítica de la QUT, «los minerales de sulfato están presentes en casi todas las regiones de Marte, y su composición y estado de hidratación nos ayudan a comprender cómo corría el agua por el planeta. Esto es fundamental para evaluar su habitabilidad pasada».

El gran reto, hasta ahora, era saber con precisión cuándo y cómo se formaron estos minerales. Y ahí es donde entra en juego el avance técnico más destacado de este estudio.

Una técnica revolucionaria aplicada por primera vez en Marte

El equipo de la universidad australiana logró adaptar con éxito una herramienta originalmente desarrollada en el Sincrotrón Australiano, una gran instalación científica ubicada en Melbourne, que utiliza luz de sincrotrón , o sea, una forma extremadamente brillante de radiación electromagnética, para estudiar la estructura y propiedades de materiales a nivel atómico y molecular.

Hablamos del bautizado como mapeo por difracción de retrodispersión de rayos X (XBDM, por sus siglas en inglés). Esta técnica permite determinar la orientación de los cristales dentro de las rocas, lo que proporciona una especie de huella dactilar de las condiciones bajo las cuales crecieron.

Lo extraordinario es que esta técnica, hasta ahora aplicada solo en laboratorios terrestres, fue adaptada para funcionar en el instrumento PIXL, parte del brazo robótico del robot Perseverance. Este dispositivo fue diseñado por la ingeniera e investigadora australiana Abigail Allwood, también de la Universidad Tecnológica de Queensland.

«Hasta ahora se creía imposible analizar la estructura interna de los cristales directamente sobre la superficie de Marte. Pero lo hemos logrado, y eso nos permite obtener datos que antes solo eran accesibles en laboratorio», dice Jones en una nota de prensa de la Universidad Tecnológica de Queensland.

Un nuevo estudio dirigido por la Universidad Tecnológica de Queensland, que utiliza datos recopilados por la misión Perseverance Rover de la NASA, ha revelado evidencia convincente que podría ayudar a los científicos a responder si alguna vez existió vida en Marte. De izquierda a derecha, Michael Jones, Christoph Schrank, Peter Nemere y Sr. Brendan Orenstein. Cortesía: QUT

Dos generaciones de minerales de sulfato en el cráter Jezero

El análisis se centró en dos regiones de la formación Shenandoah: Hogwallow Flat, concretamente en el afloramiento Wildcat Ridge; y Yori Pass , en el afloramiento Hidden Harbor. Ambas zonas marcianas mostraban abundancia de fracturas rellenas con sulfato de calcio, pero con diferencias cruciales.

La técnica XBDM ha revelado que en Hidden Harbor los sulfatos se formaron cerca de la superficie, quizá en un ambiente frío y salino, producto de contracción por desecación o fracturación hidráulica en sedimentos aún poco consolidados.

En contraste, en Wildcat Ridge se encontró una fractura muy distinta, denominada crack-seal, que se generó a más de 80 metros de profundidad, con condiciones de presión y temperatura mucho mayores.

Lo más interesante es que, pese a estar más enterrada, esta segunda fractura contiene una proporción superior de yeso, lo cual sugiere que la salinidad del agua en ese momento era más baja. Esto parece indicar que, con el tiempo, el entorno pasó de ser más salino a menos salino, una señal potencialmente favorable para la vida microbiana.

Implicaciones para la búsqueda de vida extraterrestre

«Este descubrimiento revela la diversidad de ambientes que existieron en la historia de la formación Shenandoah. Y lo más emocionante es que abre múltiples ventanas de oportunidad en las que la vida podría haber sido posible en Marte», sostiene Jones.

Uno de los objetivos principales del róver Perseverance es identificar lugares donde pudieron existir formas de vida pasada, y recolectar muestras que podrían ser enviadas a la Tierra para su análisis en futuras misiones. Este estudio respalda la elección de Wildcat Ridge y Hidden Harbor como lugares clave: ambos representan entornos distintos y complementarios, ideales para la preservación de señales biológicas, también llamadas biofirmas.

En Hidden Harbor, los minerales de sulfato parecen haber precipitado en un ambiente superficial y salino, adecuado para ciertas formas de vida tolerantes a la sal. Y en Wildcat Ridge, en cambio, los cristales se formaron en un entorno subterráneo más profundo, más estable y con menor salinidad, lo cual podría haber favorecido la habitabilidad durante más tiempo.

Además, estos depósitos están asociados a fracturas y cavidades que podrían haber actuado como microhábitats protegidos, donde se concentraba el agua y la energía necesarias para sustentar organismos microscópicos.

Un avance científico con sello australiano

Este proyecto fue liderado por el equipo de la Universidad Tecnológica de Queensland, en colaboración con científicos de Estados Unidos, Canadá, Reino Unido y España. En Australia, el grupo forma parte del QUT Planetary Surface Exploration Research Group, una iniciativa multidisciplinar que participa activamente en proyectos de la NASA y la Agencia Espacial Australiana.

El profesor David Flannery, coautor del estudio y planificador estratégico de la misión Perseverance, destaca así el papel clave de esta colaboración internacional: «La Universidad Tecnológica de Queensland se encuentra en la vanguardia de la ciencia planetaria en Australia. La experiencia que estamos adquiriendo en campos como la robótica, la automatización, la astrobiología y la ciencia de datos tiene un enorme potencial para impulsar la naciente industria espacial australiana.”

Ubicación de las zonas de abrasión UI y BH en el abanico occidental del cráter Jezero, donde se analizaron fracturas y depósitos de sulfato de calcio mediante los instrumentos Navcam, WATSON y PIXL. Cortesía: Science Advances

El futuro: regreso de muestras y nuevas misiones

Los resultados de este estudio refuerzan el valor de los núcleos de roca extraídos por el róver Perseverance en estas zonas. En concreto, las muestras denominadas Hazeltop y Bearwallow (de Wildcat Ridge), y Kukaklek (de Hidden Harbor), se han identificado como candidatas prioritarias para ser traídas de vuelta a la Tierra en el marco de la futura misión Mars Sample Return, que la NASA y la ESA prevén lanzar en la próxima década.

Una vez en los laboratorios terrestres, estos fragmentos permitirán aplicar técnicas de análisis más avanzadas para detectar moléculas orgánicas, microestructuras biológicas e incluso fósiles microscópicos, si es que existen.

Este estudio representa, sin duda alguna, un salto adelante en nuestra capacidad para reconstruir el pasado marciano. Por primera vez, se ha podido medir la orientación de los cristales de sulfato directamente en la superficie de Marte, un hito que revela que se formaron en dos episodios geológicos distintos: uno superficial y otro a mayor profundidad.

Este hallazgo no solo ayuda a entender mejor la historia del agua en Marte, sino que identifica dos entornos distintos donde la vida podría haber surgido o haber dejado rastros. En palabras de Jones, «cada nuevo dato nos acerca a responder una de las preguntas más profundas que podemos hacernos como especie: ¿estamos solos en el universo

Y con cada paso que da el róver Perseverance sobre el suelo polvoriento del cráter Jezero, esa respuesta parece estar un poco más cerca. ▪️

Panorámica del cráter Jezero de Marte, explorado por el róver Perseverance.

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