Marte carbonatado

La única forma de hacer rocas carbonatadas, aquí en la Tierra, es con la ayuda de agua líquida. Encontrar tales rocas en Marte podría probar, de una vez por todas, que el desértico Planeta Rojo fue una vez cálido y húmedo.

Una sustancia común, que se encuentra en la tiza utilizada en los pizarrones de las escuelas, podría tener la solución de un puzzle de proporciones planetarias: el misterioso paradero del agua de Marte.

El material blanco y quebradizo de la tiza -- una forma de carbonato -- puede parecer algo muy ordinario, pero encontrar carbonatos en Marte tendría implicancias extraordinarias. El descubrimiento entregaría poderosas evidencias de que agua líquida alguna vez fluyó sobre el Planeta Rojo. Tales carbonatos podrían incluso contener fósiles de antiguas bacterias marcianas.

"Los científicos se conmoverían mucho, si fuese tan afortunado como para encontrar algunos carbonatos en los terrenos escalonados de Marte," dice Ken Nealson, director del Centro para la Detección de Vida del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

"Sería un hallazgo prodigioso."

Derecha: El arco de Nanxu en la región de Guilin, donde abunda la piedra caliza, en China. Note el color blanco del carbonato en la ladera del acantilado. Las rocas de carbonato pueden ser también rosadas o de otros colores, dependiendo de las impurezas que contengan. Imagen cortesía de Peter L. Smart, de la Universidad de Bristol.

Hay dos maneras para formar rocas de carbonato en la Tierra: A través de un proceso puramente químico o por la vía de la acción de organismos vivos. Ambas requieren de agua líquida.

El camino químico requiere la disolución de dióxido de carbón en aguas superficiales. Moléculas de CO2 se combinan con agua para formar iones de carbonato, que a su vez se juntan con calcio o magnesio para formar un sólido que se deposita en el fondo marino. La piedra caliza (CaCO3) es un ejemplo de tales carbonatos. Cambios geológicos pueden exponer tales depósitos, mostrando hermosas formaciones como las que vemos arriba, en el acantilado blanco.

Debido a que la atmósfera de Marte contiene mayormente dióxido de carbono, los científicos esperarían que las aguas líquidas superficiales (si es que alguna vez existieron en Marte) produzcan depósitos de carbonatos de modo similar.

La otra manera en que los carbonatos se forman en la Tierra, es por organismos marinos que producen carbonatos para las conchas y otras partes duras. Cuando estos organismos mueren, sus conchas se hunden hasta el fondo, donde se acumulan y forman eventualmente depósitos de carbonato. La tiza de pizarrón es un ejemplo de este tipo de carbonato, que incluye a la mayoría de los carbonatos que encontramos en la costra de nuestro planeta.

"No sólo los carbonatos son a menudo producto de la vida, preservan muy bien la vida que estuvo en éstos y sus alrededores," continúo Nealson. "Toda la idea de buscar cierto tipo de minerales que ... tienden a contener vida aquí en la Tierra, es una parte importante de la estrategia de búsqueda [de signos de vida en Marte]."

Recorrer toda la superficie de Marte buscando rocas de carbonato tomaría mucho tiempo. Afortunadamente, los carbonatos pueden ser detectados desde la órbita, buscando por el calor irradiado.

Como todas las sustancias, los carbonatos emiten calor en forma de radiación infrarroja (IR). Los compuestos de carbonatos tienen una firma infrarroja distintiva, reconocible cuando son vistos a través de un espectrómetro IR.

Arriba: El espectro termal infrarrojo de una muestra de carbonato de calcio. Cortesía de la Universidad del Estado de Arizona Biblioteca de Espectros de Emisiones Térmicas .

La nave espacial Explorador Global de Marte de la NASA, que actualmente se encuentra orbitando Marte, lleva un instrumento de este tipo -- el "Espectrómetro de Emisiones Termales" (TES, en inglés)-- que es capaz de leer las huellas "dactilares" infrarrojas de las rocas, en la superficie marciana abajo. Los científicos habían esperado que este sensor encontraría regiones de carbonatos expuestos en el paisaje marciano.

Hasta el momento, el TES no ha descubierto ningún depósito de carbonato.

"Si de verdad no están allí, sería muy desalentador," dijo Nealson. "Pero tal vez no los hemos visto por que no hemos tenido aun el instrumento adecuado."

Una versión mejorada del TES estará pronto camino a Marte. Llamado el Sistema de Imágenes de Emisiones Termales (THEMIS, en inglés), este nuevo instrumento tomará imágenes infrarrojas más detalladas de la superficie marciana que el TES, el THEMIS será capaz de detectar depósitos de carbonatos más pequeños que el TES.

THEMIS volará a bordo de la nave espacial 2001 Odisea de Marte de la NASA, que está programada para ser lanzada en abril.

Arriba: El mundo a través de ojos infrarrojos. La imagen de abajo fue tomada con el instrumento THEMIS, que "ve" el calor emitido por los objetos, al detectar la luz infrarroja (que no es vista por nuestros ojos). En el primer plano se ve la imagen producida por el cuerpo cálido de una persona. A la distancia también pueden verse el cálido transformador en el poste telefónico al igual que el techo caliente de una casa, siluetas de rocas calentadas por el Sol se pueden ver a lo largo de la cadena montañosa.

Mientras los científicos esperan los resultados del THEMIS, puede que evidencias de carbonatos de Marte ya se hayan encontrado aquí en la Tierra.

Una roca de Marte, que fue aparentemente eyectada desde el Planeta Rojo por el impacto de un asteroide hace millones de años atrás, llegó a la Antártica hace unos 13000 años, donde fue encontrada por científicos en 1984. La "Roca de Marte," también llamada el "meteorito de Allan Hills," causó conmoción en 1996 cuando científicos anunciaron que la roca contenía signos de antigua vida microbial marciana.

Conclusión que desde entonces ha sido criticada por otros científicos, sin embargo, una de las líneas de evidencias citadas, eran unos pequeños parches de carbonato mineral dentro de la roca. La ubicación de los parches de carbonato, junto a otras evidencias, sugerían que el carbonato estaba allí desde hace millones de años cuando la roca aun estaba en Marte.

Abajo: Una vista de cerca de un panqueque de carbonato en el meteorito Allan Hills 84001.

see captionEste meteorito de Allan Hills no es el único que contiene carbonato.

"Sabemos que hay carbonatos (en Marte), ya que lo vemos como un producto de la erosión y el paso del tiempo, en varios meteoritos marcianos." dijo Everett Gibson, un astrobiólogo del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, Texas, EEUU.

"La gran pregunta es: ¿Dónde están los carbonatos en la superficie de Marte? ¿No deberían verse en el espectrómetro que observa hoy la superficie de Marte?"

Los pequeños parches de carbonato, como los que se encontraron en la "Roca de Marte", no serían detectados por el espectrómetro de emisión termal actualmente en órbita alrededor de Marte, continuó Gibson. Incluso con la resolución de 100 metros del THEMIS, no es probable que se detecten estos diminutos depósitos.

Pero, si lagos u océanos adornaron alguna vez el paisaje marciano, los científicos esperan que tarde o temprano sus instrumentos revelarán los depósitos de carbonatos. Tal descubrimiento probaría, de una vez por todas, que Marte no ha sido siempre el desierto estéril que es hoy día.

Más sobre los Carbonatos

Carbonato es el nombre dado a rocas y minerales que contienen una molécula hecha de carbón y oxígeno, conocida como CO32-. La piedra caliza es un ejemplo de un carbonato de calcio, CaCO3, con una combinación de calcio (Ca2+) y carbonato (CO32-). Otros ejemplos de carbonatos son la calcita, dolomita, y el mármol. [más (inglés)]

Organismos multicelulares como las almejas fabrican sus conchas con carbonatos. En los océanos, microbios marinos simples también recogen carbonatos en sus cuerpos. Esto ocurre cuando extraen CO2 del agua para la fotosíntesis. Al extraer CO2 hacen que el agua sea más alcalina, lo que a su vez hace que el carbonato precipite. Este carbonato eventualmente arrastra los microbios hundiéndolos ... y conduciendo a la formación de depósitos de carbonato en el fondo del océano.


Vínculos en la Web

Páginas relacionadas en inglés:

Programa de Exploración de Marte -- página principal del Programa de Exploración de Marte de la NASA.

Espectrómetro de Emisiones Termales -- más información sobre el instrumento a bordo del Explorador Global de Marte de la NASA.

¿Qué es el TES? -- una mirada a fondo del instrumento Espectrómetro de Emisiones Termales.

Espectroscopía de rocas y Minerales -- documento del U.S. Geological Survey que ofrece una mirada detallada de cómo los científicos pueden identificar minerales desde la distancia, observando su emisión espectral termal.

Artículos relacionados de Ciencia@NASA (en español):

Marte Sedimentario -- imágenes enviadas por la nave Observador Global de Marte muestran capas de rocas sedimentarias que podrían haberse formado bajo el agua, en el lejano pasado marciano.

El Caso del Agua Extraviada en Marte -- muchas pistas sugieren que agua líquida fluyó alguna vez en Marte -- elevando las expectativas acerca de si allí la vida pudo haber surgido-- pero las evidencias son aún insuficientes y a veces contradictorias.

Las Capas de Marte -- el año pasado, el Explorador Global de Marte localizó unos terrenos que parecían ser depósitos de rocas sedimentarias. Estas misteriosas capas de roca podrían ser un buen lugar para empezar a buscar fósiles marcianos, si es que se formaron bajo el agua - como algunos científicos sospechan.

Micro-Magnetos Marcianos -- el meteorito de Allan Hills de Marte está salpicado de minúsculos cristales magnéticos que en nuestro planeta son hechos sólo por bacterias.

Artículos relacionados de Science@NASA (en inglés):

Salpicando en Marte -- en un planeta que es más frío que la Antártica y donde el agua hierve a diez grados sobre el cero, cómo podría haber existido agua líquida? Los científicos dicen que un poco de sal podría ayudar.

Desenterrando Pistas de Fósiles Marcianos -- la cacería por pistas de señales de antiguas formas de vida en Marte, ha llevado a los científicos al Lago Mono, en California, EEUU.