Una característica extraña en la superficie de Marte ha hecho que los científicos adivinen sobre su origen. Es un depósito superficial de un mineral que es más común en el interior de los planetas. Un nuevo estudio muestra que este mineral interior probablemente fue traído a la superficie por un antiguo volcán explosivo.
Nili Fossae se encuentra en la región de Syrtis Major en Marte. Está cerca de Isidis Planitia, una gran llanura dentro de una cuenca de impacto en Marte. Nili Fossae es interesante debido a los depósitos minerales en el área y lo que esos depósitos nos dicen sobre Marte. Específicamente, contiene un gran depósito del mineral olivino, que generalmente se encuentra en el interior de los planetas.
La pregunta que este estudio trató de responder es ¿cómo encontró el olivino su camino a la superficie?
El olivino interior
Olivine en sí no es raro o notable. De hecho, es el componente principal del manto de la Tierra. Tampoco es raro en Marte. La palabra olivina en realidad cubre un grupo de minerales que son muy similares. Por un lado, todos son verdosos, lo que explica la "aceituna" en el olivino.
Se encuentran en rocas ígneas, que son básicamente lava solidificada enfriada.
Con eso en mente, el titular de este artículo puede parecer bastante obvio. Por supuesto, este depósito de olivino proviene de un volcán. ¿De qué otra forma podría haber salido a la superficie del manto? Pero la ciencia tiene que ver con los detalles. ¿Cuándo, exactamente, en la historia marciana fue este olivino depositado por un volcán? ¿En qué contexto sucedió, y fue parte de eventos más grandes que dieron forma a Marte? ¿Qué tipo de evento volcánico lo creó?
Esas preguntas, y el tamaño del depósito de olivina en cuestión, son las que hacen interesante este estudio.
El estudio es de la Universidad de Brown, en Providence, Rhode Island. Los autores son los estudiantes de posgrado Christopher Kremer y Michael Bramble, y el profesor John Mustard, del Departamento de Ciencias de la Tierra, Ambientales y Planetarias de la Universidad Brown. El documento se llama "Un depósito de ceniza rico en olivina en Marte" y se publica en la revista Geology.
Nerds minerales
Existe un cierto tipo de persona que está extremadamente interesada en los minerales. Lejos de ser una obsesión inusual y antisocial perseguida en un rincón distante de un campus universitario, el estudio de los minerales es un componente básico de la ciencia planetaria. Sin nuestra comprensión de los minerales, no tenemos la esperanza de reconstruir la historia de la Tierra. También seríamos ignorantes sobre todos los otros planetas de nuestro Sistema Solar, y también sobre los asteroides y meteoritos.
Cuando se trata de Marte, la importancia de comprender los minerales no puede exagerarse. Los tipos de minerales que vemos, dónde los vemos y cómo llegaron allí, son pistas para comprender Marte. Y cuando los científicos detectan un depósito inusual de minerales allí, quieren saber cómo llegó allí.
Rompecabezas marciano
Marte es un rompecabezas. No estamos cerca de completarlo, pero poco a poco estamos empezando a comprender la historia de ese planeta. Específicamente, queremos saber si alguna vez fue habitable y si aún podría albergar algo de vida microscópica. Esas preguntas no pueden responderse directamente: deben revelarse completando el rompecabezas marciano.
Este depósito inusual de olivino es una de las piezas del rompecabezas.
Este depósito de olivina se descubrió por primera vez en 2003 y se presentó en un artículo en Science. Ese documento anunció el descubrimiento de un área de 30,000 kilómetros cuadrados con aproximadamente 30% de olivino.
La zona destaca por su formación geológica. Es un área de lo que se llama grabens. Los grabens son valles con escarpes escarpados en ambos lados, causados por el desplazamiento hacia abajo de bloques de tierra.
En ese artículo inicial, los autores dijeron que "la falla posterior al impacto de esta área ha expuesto capas subsuperficiales ricas en olivina". Con los años, otros investigadores han presentado otras posibles explicaciones. Algunos han sugerido un flujo efusivo de lava. Otros han sugerido que el olivino fue dragado por un impacto masivo. Quizás el mismo impacto que creó la enorme cuenca de Isidis donde se encuentra el depósito.
Este nuevo estudio dice que el olivino fue depositado por un volcanismo explosivo.
Explosiones Volcanicas
Para la mayoría de nosotros, un volcán es un volcán. Pero hay diferentes tipos. Un tipo se llama volcanismo explosivo.
"Esta es una de las pruebas más tangibles hasta ahora de la idea de que el volcanismo explosivo era más común en Marte temprano", dijo Christopher Kremer, un estudiante graduado en la Universidad de Brown que dirigió el trabajo.
El volcanismo explosivo ocurre cuando el magma contiene gases disueltos como el vapor de agua. Ese gas disuelto crea mucha presión en el magma, y cuando la roca de arriba no puede soportar la presión, explota. Esa explosión envía una gran cantidad de cenizas ardientes y lava al aire.
Dado que el volcanismo explosivo requiere vapor de agua, los científicos creen que este tipo de explosión volcánica ocurrió temprano en la vida de Marte, cuando había más agua alrededor. Con el tiempo, Marte perdió su agua, y la actividad volcánica habría sido menos explosiva. Habría sido reemplazado por lo que se llama volcanismo efusivo, que es más suave y hace que la lava fluya a través de la superficie, en lugar de explotar en el aire.
Según Kremer, hay mucha evidencia de esta efusiva fase volcánica en la historia de Marte, mientras que la evidencia de la fase explosiva anterior no se descubre tan fácilmente, especialmente con instrumentos orbitales.
"Comprender cuán importante fue el volcanismo explosivo en Marte temprano es en última instancia importante para comprender el presupuesto de agua en el magma marciano, la abundancia de agua subterránea y el espesor de la atmósfera", dijo Kremer.
Ojos orbitales en Marte
Por ahora, todos los científicos tienen que estudiar este depósito con instrumentos orbitales. Kremer y sus colegas utilizaron imágenes de alta resolución del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA para estudiar en detalle la geología del área. Como dijo Kremer en un comunicado de prensa, tomaron un rumbo diferente al estudiar el área.
"Este trabajo se desvió metodológicamente de lo que otras personas han hecho al observar la forma física de los terrenos que se componen de este lecho de roca", dijo Kremer. "¿Cuál es la geometría, el grosor y la orientación de las capas que lo componen? Descubrimos que el volcanismo explosivo y la explicación de la caída de cenizas cumplen todos los requisitos, mientras que todas las ideas alternativas sobre lo que este depósito podría estar en desacuerdo en varios aspectos importantes con lo que observamos desde la órbita ".
Una de las cosas que diferencian este depósito de otras áreas de flujo de lava efusiva es la distribución de la lava en sí. Si bien un flujo efusivo básicamente esparciría roca líquida sobre la superficie, donde se acumularía en áreas bajas, este depósito se encuentra en largas capas continuas sobre valles, cráteres, colinas y otras características. Según Kremer, eso es mucho más consistente con la acumulación de cenizas de una erupción explosiva que con el flujo de lava.
El depósito continuo también descarta el escenario de impacto también. El impacto de Isidis que creó la cuenca de Isidis no puede haber creado una capa de ceniza tan uniforme. Además, la ceniza se deposita sobre algunas de las características creadas por el impacto de Isidis.
La condición del olivino en sí mismo también descarta el escenario de impacto. El olivino muestra evidencia de contacto sostenido y generalizado con el agua. El olivino fue alterado por ese contacto, mucho más que otro olivino en Marte. Los autores dicen que solo tiene sentido que este olivino haya sido por la caída de cenizas, ya que es mucho más poroso que otras rocas, y habría permitido que el agua contactara con el olivino.
¿Puede un rover resolver el rompecabezas?
Es difícil estar absolutamente seguro de algo que solo puedes estudiar desde la órbita. Afortunadamente, un rover se dirige hacia allí.
En 2020, el rover Mars 2020 de la NASA se lanzará camino a Marte. ¿Su lugar de aterrizaje? El cráter Jezero, que se encuentra dentro del depósito olivino. Hay áreas expuestas de olivino accesibles para el rover, y parece seguro que el rover 2020 lo estudiará.
"Lo emocionante es que veremos muy pronto si tengo razón o no", dijo Kremer. "Entonces eso es un poco estresante, pero si no es una caída de ceniza, probablemente será algo mucho más extraño". Eso es igual de divertido si no más ".
"Uno de los 10 principales descubrimientos de Mars 2020 será descubrir qué es esta unidad con olivino", dijo Mustard, asesor de Kremer. "Eso es algo que la gente escribirá y hablará durante mucho tiempo".
Una vez que sepamos cómo encaja esta pieza del rompecabezas olivino, sabremos algo sobre la era del volcanismo explosivo en Marte. Por extensión, sabremos algo sobre el antiguo agua marciana. Por extensión a partir de eso, sabremos algo sobre la antigua atmósfera marciana. A partir de ahí, sabremos algo sobre la habitabilidad marciana.
¿No son divertidos los rompecabezas?
