En su primer año explorando el cráter Jezero en Marte, el rover Perseverance recolectó muestras de rocas que los científicos anticipan proporcionarán una línea de tiempo muy esperada para la historia geológica y del agua del planeta.

Solo tendrán que esperar una década para encontrar la respuesta, hasta que las muestras puedan ser recogidas de la superficie y devueltas a la Tierra para datarlas en 2033.

No obstante, los científicos están entusiasmados con lo que han descubierto hasta ahora sobre las muestras. Estos descubrimientos se describen en un artículo que aparecerá el 25 de agosto en la revista Science, con análisis más detallados en un segundo artículo de Science y otros dos artículos publicados en línea simultáneamente en Science Advances.

El cráter Jezero, justo al norte del ecuador marciano, fue un objetivo para la Misión Mars 2020 de la NASA y su rover Perseverance porque contenía lo que parecía un delta de un río que se formó dentro del lecho de un lago y, por lo tanto, podría informar a los científicos sobre cuándo fluyó el agua en el planeta. superficie. Las rocas recolectadas del suelo del cráter subyacen a los sedimentos del delta, por lo que sus edades de cristalización proporcionarán un límite superior para la formación del delta, según el geoquímico David Shuster, profesor de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad de California, Berkeley.

«Cuando se depositó ese delta es uno de los principales objetivos de nuestro programa de devolución de muestras, porque eso cuantificará cuándo estuvo presente el lago y cuándo estuvieron presentes las condiciones ambientales que posiblemente podrían haber sido propicias para la vida», dijo Shuster, quien es un miembro del equipo científico de la NASA para la recolección de muestras, uno de los tres autores principales del artículo de Science que resume el trabajo y coautor de dos de los otros tres artículos.

Los otros dos autores principales del resumen del artículo de Science son el geoquímico Kenneth Farley de Caltech, científico del proyecto Perseverance, y la científica adjunta del proyecto Mars 2020 Katherine Stack Morgan del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA.

La principal sorpresa, dijo Shuster, es que las rocas recolectadas de cuatro sitios en el suelo del cráter Jezero son rocas ígneas acumuladas, es decir, se formaron por el enfriamiento del magma fundido y son las mejores rocas para una geocronología precisa una vez que se tomaron las muestras. han regresado a la Tierra. También muestran evidencia de haber sido alterados por el agua.

«Desde una perspectiva de muestreo, esto es enorme», dijo. «El hecho de que tengamos evidencia de alteración acuosa de rocas ígneas, esos son los ingredientes que entusiasman a la gente, con respecto a la comprensión de las condiciones ambientales que podrían haber sustentado la vida en algún momento después de que se formaron estas rocas».

«Un gran valor de las rocas ígneas que recolectamos es que nos dirán cuándo estuvo presente el lago en Jezero. Sabemos que estuvo allí más recientemente que se formaron las rocas ígneas del suelo del cráter», dijo Farley. «Esto abordará algunas preguntas importantes: ¿Cuándo fue el clima de Marte propicio para lagos y ríos en la superficie del planeta? ¿Y cuándo cambió a las condiciones muy frías y secas que vemos hoy?»

Antes de la misión, los geólogos esperaban que el suelo del cráter estuviera lleno de sedimentos o lava, que es roca fundida que se derramó sobre la superficie y se enfrió rápidamente. Pero en dos sitios a los que se hace referencia como Séítah, la palabra navajo para «en medio de la arena», las rocas parecen haberse formado bajo tierra y enfriarse lentamente. Evidentemente, lo que sea que los cubría se ha erosionado en los últimos 2500 a 3500 millones de años.

«Literalmente debatimos durante los primeros nueve meses, mientras conducíamos por el suelo del cráter, si las rocas que estamos viendo son sedimentos que se depositaron en un lago o rocas ígneas», dijo. «De hecho, son rocas ígneas. Y la forma de las rocas ígneas que encontramos es bastante sorprendente, porque no parece una simple roca volcánica que fluyó hacia el cráter. En cambio, parece algo que se formó en la profundidad». y se enfrió gradualmente en una cámara de magma más grande».

La estructura cristalina de la roca ígnea, similar al granito de Sierra Nevada, pero con una composición diferente y un grano mucho más fino, mostró granos de olivino de tamaño milimétrico intercalados con piroxeno que solo podrían haberse formado por enfriamiento lento. El olivino de grano grueso es similar al que se ve en algunos meteoritos que se cree que se originaron en Marte y finalmente se estrellaron contra la Tierra. Los datos que respaldan esto provienen de imágenes multiespectrales y análisis de fluorescencia de rayos X por instrumentos a bordo de Perseverance y se detallan en un segundo artículo de Science del autor principal Yang Liu, geólogo planetario en JPL.

Sitios de Séítah y Máaz

Según Shuster, los datos permiten un par de escenarios que explican las rocas ígneas en el suelo del cráter.

«O la roca se enfrió bajo tierra y salió de debajo, de alguna manera, o hubo algo así como un lago de magma que llenó el cráter y se enfrió gradualmente», dijo.

Las muestras de un segundo sitio cercano llamado Máaz, Marte en el idioma navajo, también son ígneas, pero de una composición diferente. Debido a que esta capa se superpone a la capa de roca ígnea expuesta en Séítah, la roca Máaz podría haber sido la capa superior del lago de magma. En los lagos de magma de la Tierra, los minerales más densos se depositan hacia abajo a medida que cristalizan, creando capas de diferentes composiciones. Estos tipos de formaciones ígneas se denominan acumuladas, lo que significa que se formaron por el asentamiento de olivino enriquecido con hierro y magnesio y el subsiguiente enfriamiento en varias etapas de un cuerpo de magma espeso.

Las rocas ígneas de Máaz también podrían ser de una erupción volcánica posterior.

En cualquier caso, la capa superior que se ha erosionado parcialmente podría haber sido del orden de cientos de metros de espesor, dijo Shuster.

Tanto las rocas de enfriamiento lento en Séítah como las rocas potencialmente más rápidamente enfriadas en Máaz mostraron alteración por el agua, aunque de diferentes maneras. Las rocas de Máaz contenían bolsas de minerales que pueden haberse condensado a partir de salmuera salada, mientras que las rocas de Séítah habían reaccionado con agua carbonatada, según los análisis químicos a bordo del rover.

Los momentos precisos en que se formaron estas diversas capas solo se revelarán mediante análisis de laboratorio en la Tierra, ya que las herramientas de análisis geoquímico necesarias para la datación son demasiado grandes para haber sido colocadas a bordo de Perseverance.

«Hay una variedad de observaciones geoquímicas diferentes que podemos hacer en estas rocas cuando las devolvamos a la Tierra. Eso nos dará todo tipo de información sobre ese entorno ígneo», dijo. «Podemos averiguar cuándo se cristalizó la roca, que es una de las cosas que más me emociona por proporcionar una restricción de tiempo delta. Pero también nos brinda información sobre cuándo se produjo la actividad ígnea en el interior del planeta. Combinado con satélite imágenes, entonces podemos relacionar eso con algunas de las actividades ígneas más grandes y regionales».

Shuster señaló que se tomaron muestras de rocas duplicadas en cada uno de los cuatro sitios y que, dentro de un año, se almacenarán en caché junto con otras muestras duplicadas en un sitio de contingencia cerca del delta, para usarse solo si las muestras primarias a bordo Perseverance se vuelven inaccesibles porque de falla mecánica. Ese caché futuro también incluirá muestras de sedimentos recolectadas recientemente del delta mismo, cuyos detalles se están preparando para un futuro artículo científico.