Perseverance ofrece nuevos detalles sobre la historia geológica del cráter marciano Jezero

Cuatro nuevas investigaciones se han servido de los instrumentos y herramientas que incorpora el vehículo espacial Perceverance de la NASA para recopilar muestras de Marte, que luego serán analizadas con mayor detalle en la Tierra. La nueva información del planeta rojo delimita las características y origen de la base de Jezero, donde se cree que hubo un lago en el pasado.

El 18 de febrero de 2021 aterrizó en Marte Perseverance, el mayor y más caro vehículo de exploración extraterrestre jamás construido para buscar rastros de vida. Desde entonces, el rover de la NASA no ha dejado de darnos nuevos datos e imágenes sobre el planeta rojo.

Cuatro estudios publicados esta semana en las revistas Science y Science Advances aportan nuevos detalles sobre la petrología y la distribución de las distintas capas que conforman la base del cráter marciano Jezero. Este emplazamiento fue designado como lugar de aterrizaje para el vehículo en base a su fuerte potencial astrobiológico y a sus atributos para facilitar el retorno de la muestras recolectadas.

“La zona en la que probablemente instalemos el primer depósito a finales de este año es muy llana, por lo que las misiones de retorno de muestras serán más sencillas de llevar a cabo”, comenta a Kenneth Farley, profesor de geoquímica en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) y autor principal de uno de los cuatro estudios publicados.

Este explorador espacial ha utilizado diferentes instrumentos, algunos de ellos con participación española como MEDA o la SuperCam, diseñados para ahondar en la historia y la composición del cráter. Las investigaciones actuales se basan en muestras y fotografías tomadas durante los primeros 286 días de recorrido de Perseverance.

Un pasado fluvialmente activo

Las imágenes orbitales de Jezero indican que este albergaba un lago con dos canales principales, uno de entrada y otro de salida, lo que sugiere que era fluvialmente activo en el pasado. De hecho, los restos de un antiguo delta confirmaban hace poco que, efectivamente, el agua fluyó alguna vez en Marte. Estas características favorecen un entorno anteriormente habitable con un alto potencial de conservación de firmas biológicas, lo que motiva la exploración y los planes para el retorno de muestras.

“El agua probablemente contribuyó a la formación del terreno de Marte, especialmente hace más de 3.000 millones de años. El planeta perdió la mayor parte de su agua superficial hace unos 2.000 millones de años y, desde entonces, el viento ha jugado un papel importante en la configuración del paisaje actual”, explica Yang Liu, del Laboratorio de Propulsión a Reacción (JPL) y autor principal de otra de las cuatro investigaciones.

En línea con esta hipótesis, en uno de los estudios de Science, Kenneth Farley y sus colegas han descubierto que la base del cráter está formado por rocas ígneas que fueron alteradas posteriormente por el agua. Así lo afirma también otra investigación publicada en Science Advances que detalla que los estratos de rocas son ricos especialmente en un par de minerales máficos: el piroxeno normativo y el olivino.

“Antes de la llegada de Perseverance, se formularon varias hipótesis sobre la naturaleza geoquímica de la base de Jezero, desde lacustre a eólica, pasando por corrientes de lava o volcánico. Los resultados de la SuperCam demuestran que las rocas son exclusivamente ígneas, apreciándose varios eventos de actividad volcánica que explican su distinta composición”, dice Juan Manuel Madariaga, investigador de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) y coautor de los dos estudios mencionados anteriormente.

Una vez las muestras lleguen a la Tierra, se les aplicarán diversos procesos para conocer más sobre su origen y características: “La lista es extremadamente larga, pero los más obvios son determinación de las edades de las rocas, evaluación del paleoambiente en el que se formaron y alteraron, evaluación de la habitabilidad (y búsqueda de posibles firmas biológicas) en las fases acuosas, etc.”, enumera Farley.

Explorando el planeta rojo por capas

Como se ha comentado antes, en los numerosos meses que lleva Perseverance observando el terreno marciano, los investigadores han encontrado que los niveles inferiores son más ricos en piroxeno normativo, mientras que, Séítah, la unidad geológica más baja observada (y que cuenta con la densidad inferida más alta) es rica en olivino.

También en Science, el equipo liderado por Yang Liu ha investigado la petrología y la composición de Séítah usando imágenes multiespectrales y datos de fluorescencia de rayos X. “Nos sorprendió que la base estuviera hecha de rocas ígneas en lugar de sedimentarias. Esto complica nuestra comprensión de la historia de Jezero”, explica Liu. La identificación fue posible gracias a PIXL, que mapea las abundancias elementales de las muestras con una resolución de 0,12 mm, equivalente al grosor de un cabello humano.

Esta acumulación de rocas ígneas muestra similitudes con los meteoritos marcianos, que también expresan desequilibrio olivino. “Si una roca ígnea presenta desequilibrio químico significa que los minerales no han llegado a cristalizar con el tiempo suficiente para haber alcanzado dicho equilibrio entre ellos. Este hecho nos da una información extra sobre la naturaleza del magma de donde proceden, de ahí la importancia de las muestras obtenidas y los análisis petrológicos que se les realizarán posteriormente en la Tierra”, explica Madariaga.

Asimismo, también están presentes carbonatos, sulfatos, percloratos, silicatos hidratados y óxidos de hierro, aunque son poco abundantes, lo que sugiere condiciones lacustres en el cráter.

Quince metros bajo la superficie de Jezero

Un último estudio de Science Advances detalla los resultados obtenidos por el Radar Imager for Mars Subsurface Experiment (RIMFAX) incorporado en Perseverance. Este ha hecho el primer sondeo de radar de penetración terrestre y, tras una travesía de casi tres kilómetros, el instrumento ha revelado las propiedades electromagnéticas y la distribución del lecho rocoso de Jezero a unos 15 metros por debajo de la superficie.

La información sugiere, una vez más, que la estructura en capas debajo de la base del cráter indicaría un historial de actividad ígnea y de exposición repetida al agua: “En las imágenes vemos capas inclinadas con buzamientos de hasta 15 grados, que se parecen mucho a las capas de los sedimentos deltaicos en la Tierra”, indica a SINC Svein-Erik Hamran, profesor de teledetección por radar en la Universidad de Oslo y primer autor del estudio.

Concretamente, las pendientes, los espesores y la morfología interna observados en la base del cráter pueden interpretarse como dos tipos de capas: magmáticas o sedimentarias. “Si estas capas son realmente capas sedimentarias de un delta más antiguo enterrado, entonces ha habido varios episodios de actividad de agua en el cráter”, asegura el docente noruego.

Si todavía quedan dudas sobre el origen de las capas es porque “RIMFAX puede generar imágenes de estructuras geológicas, pero no puede determinar la composición con mucha precisión, con lo que es difícil saber si una roca es sedimentaria o ígnea. Si el radar pudiera penetrar más profundamente, tal vez daría una imagen más clara de cómo se formó el subsuelo”, aclara Hamran.

Tras estos avances sobre los primeros 286 días de travesía, los investigadores seguirán explorando el boquete donde aterrizó el rover: “Examinaremos rocas similares, una vez que lleguemos a la cima del delta y otros emplazamientos, que nos ayudarán a comprender todavía mejor su origen”, cuenta Farley. A lo que Liu añade que esperan “devolver las muestras recolectadas por Perseverance y analizarlas con métodos de mayor resolución en la Tierra”.

Referencias

• Farley et al “Aqueously altered igneous rocks sampled on the floor of Jezero crater, Mars”. Science (2022). https://www.science.org/doi/10.1126
• Liu et al. “An olivine cumulate outcrop on the floor of Jezero crater, Mars”. Science (2022). https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo2756
• Hamran et al. “Ground penetrating radar observations of subsurface structures in the floor of Jezero Crater, Mars”. Science Advances (2022). https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abp8564
• Wiens et al “Compositionally and density stratified igneous terrain in Jezero crater, Mars”. Science Advances (2022). https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo3399