Crédito de imagen: ESA
Astrobiology Magazine (AM): El primer lote de imágenes de Meridiani Planum, que muestra la roca madre en capas finas, tiene a los científicos bastante entusiasmados. ¿Cuáles son tus impresiones iniciales?
Andrew Knoll (AK): Hemos sabido durante varios años, a partir de datos orbitales, que hay rocas en capas en Marte, pero Opportunity nos brinda nuestra primera oportunidad de ir y trabajar directamente en algunas de estas rocas en un afloramiento. Para los geólogos, simplemente no se puede exagerar la importancia de eso.
El hecho de que sean tabulares sugiere que son depósitos volcánicos o sedimentos bastante delgados. Y la perspectiva de tener rocas sedimentarias in situ en Marte que podamos subir e interrogar es sobre el mejor de los casos, en lo que a mí respecta.
A.M: ¿Qué pasa si resultan ser depósitos de cenizas volcánicas? ¿Será eso un escenario menos interesante?
ALASKA: De ningún modo. Creo que una de las grandes preguntas es: ¿Cuáles son los procesos predominantes que han dado lugar a rocas en capas en Marte? No hay razón para creer que todas las rocas en capas en Marte se formaron de la misma manera que las que Opportunity está sentado frente a ellas. Pero saber incluso cómo se formó una de esas rocas en capas será un paso en la dirección correcta.
También sabremos pronto si la señal de hematita en Meridiani que se detectó desde la órbita reside en esas rocas. Recuerde que la razón por la que estamos en Meridiani Planum se debe a esta fuerte señal de una forma particular de óxido de hierro llamada hematita. Es muy difícil pensar en hacer hematita sin algunas interacciones de agua líquida con rocas. Entonces, incluso si se trata de una roca volcánica, ayudará a restringir nuestro pensamiento sobre una de las anomalías químicas más interesantes del planeta.
A.M: Hay un río en España, el Río Tinto, donde pasaste un tiempo investigando. Usted ha sugerido que la forma en que los minerales de hierro en Rio Tinto se han degradado y transformado con el tiempo podría arrojar algo de luz sobre cómo se formó la hematita en Meridiani. ¿Puedes explicar la conexión?
ALASKA: Dejame empezar por el principio. Los tipos de pensamiento que aportamos a la interpretación del hierro en Marte se basarán en nuestra experiencia con el hierro oxidado en la superficie de la Tierra. Hay varias formas en que se han formado depósitos de hierro en nuestro planeta. Puede ser que ninguno de ellos sea un análogo exacto de lo que sucedió en Marte. Pero cada uno de ellos podría dar fragmentos de información que nos ayudará a pensar en Marte.
Ahora, Rio Tinto es un lugar muy interesante. Está en el suroeste de España, aproximadamente una hora al oeste de Sevilla, tal vez otra hora al este de la frontera portuguesa. Rio Tinto es en realidad de interés histórico para la gente en Estados Unidos desde que Colón zarpó en 1492 desde un puerto en la desembocadura del río Tinto. Pero también es de interés para los geólogos mineros porque ha sido una mina al menos desde la época de los romanos.
Lo que se extrae allí es mineral de hierro. Hace unos 400 millones de años, los procesos hidrotermales formaron estos depósitos de mineral de hierro. En su mayoría, el hierro está en forma de sulfuro de hierro o de oro de tontos. Es un mineral muy rico. A medida que el agua de lluvia se filtra a través de estos depósitos, oxida la pirita y suceden dos cosas. Uno, forma ácido sulfúrico. Entonces el agua en el río tiene un pH de aproximadamente 1; Es muy ácido. Y, dos, el hierro se oxida. Entonces, el agua es del color de los rubíes, debido a que este hierro se transporta.
Lo interesante es que si observa los depósitos que se están formando a partir del río Tinto hoy, la mayor parte del hierro sale como minerales de sulfato de hierro, es decir, una combinación de hierro, azufre y oxígeno; y un poco sale como un mineral llamado goethita, que es hierro mezclado con oxígeno y un poco de hidrógeno. Goethita es básicamente óxido.
Eso no es lo que ves en Meridiani en Marte. Pero lo interesante del depósito de Rio Tinto es que este proceso ha tenido lugar durante al menos 2 millones de años. Y hay una serie de terrazas que nos dan una idea de lo que sucede con estos depósitos a lo largo del tiempo.
Lo que encontramos es que después de unos pocos miles de años, todos los minerales de sulfato han desaparecido y todo el hierro está en este material llamado goetita. Pero a medida que ingresa a terrazas cada vez más antiguas, cuando llega a las terrazas que tienen 2 millones de años, gran parte de esa goethita ha sido reemplazada por hematita, el mineral en Marte. Y es una hematita de grano bastante grueso, que también es lo que vemos en Marte.
Entonces, lo primero que aprendemos en Rio Tinto es que no es necesario pensar solo en los procesos que depositan hematita de grano grueso desde el primer momento. Se puede formar durante lo que los geólogos llaman diagénesis. Es decir, puede formarse mediante procesos que afectan las rocas a lo largo del tiempo, y en realidad puede hacerlo a bajas temperaturas y sin estar profundamente enterrado y sometido a alta presión. Entonces, en ese sentido, Rio Tinto nos muestra otra forma en que la hematita en Meridiani podría haber llegado allí. Expande las opciones que consideramos.
A.M: Cuando los geólogos dicen cosas como "baja temperatura", a menudo significan algo diferente que el resto de nosotros.
ALASKA: Cuando digo "baja temperatura", estoy hablando de las temperaturas que usted y yo experimentamos diariamente, temperatura ambiente. Supongo que la mayoría de las aguas subterráneas de Rio Tinto tienen entre 20 y 30 grados Celsius, tal vez 70 a 80 grados Farenheit.
A.M: ¿La textura de la roca cambia con el tiempo a medida que un mineral atraviesa el proceso de diagénesis?
ALASKA: Si lo hace. Aunque lo interesante es que, si bien la textura al nivel de lo que el lector de imágenes microscópicas puede ver definitivamente cambia a través de la historia diagenética, las características de deposición a mayor escala que vería al observar de cerca el afloramiento con Pancam parecen ser persistentes. Entonces, a pesar de que la roca está experimentando estos cambios, conserva firmas sedimentarias de su formación, lo cual es emocionante. Eso es importante.
AB: Dices que en Rio Tinto puedes ver un segmento de 2 millones de años que te muestra el proceso diagenético a lo largo del tiempo. Pero los afloramientos que Opportunity ha visto en Meridiani podrían tener 2 mil millones de años. ¿Conservarían aún alguna información útil después de tanto tiempo?
ALASKA: Aquí están las buenas noticias sobre geología: para las rocas sedimentarias, en particular, la mayoría de los cambios que sufre una roca experimenta muy temprano en su historia. A menos que una roca sufra metamorfismo, sea enterrada y sometida a altas presiones y temperatura, a lo sumo unos pocos millones de años después de su formación, se estabiliza en una forma que retendrá indefinidamente.
Trabajo, en mi trabajo diario, en rocas precámbricas en este planeta. Y puedo garantizarle que cuando miro una roca sedimentaria que tiene mil millones de años, la mayoría de los cambios que sufrió esa roca ocurrieron dentro de los primeros 200 mil años de su vida. Y luego se estabiliza, y solo espera a un geólogo.
A.M: ¿Y no tenemos motivos para creer que la física se comporta de manera diferente en Marte?
ALASKA: Eso es lo que tenemos para nosotros. Lo he dicho antes en términos de astrobiología: cuando buscas vida más allá de nuestro planeta, no tienes la seguridad de que la biología en otro lugar sea la misma que aquí. Pero tiene bastante buena seguridad de que la física y la química serán las mismas.
A.M: Parte de lo que hace interesante a Meridiani es que es diferente a casi cualquier otro lugar en Marte. Incluso si eres capaz de descubrir la historia de Meridiani, ¿hasta qué punto podrás generalizar ese conocimiento a Marte en su conjunto?
ALASKA: Creo que sin duda limitará la forma en que pensamos sobre Marte como un planeta entero. Puede ser que, en términos de la firma química y rocosa general de Marte, Gusev resulte ser una mejor superficie de Marte con problemas estándar. Es decir, la mayor parte de Marte, de hecho, casi todo Marte, está cubierto con basalto y luego cubierto con polvo fino. Y eso es lo que vemos en Gusev.
Ahora, resulta que si quitas la señal de hematita de las firmas de materiales de superficie en Meridiani que hemos obtenido de la órbita, también es principalmente basalto. Por lo tanto, no es una parte completamente anómala del planeta. Parece ser una parte representativa del planeta en el fondo, con esta señal única de hematita en capas.
Una de las características del depósito de hierro Meridiani es que, si bien es local con respecto a todo el planeta, está extendido geográficamente en el sentido de que tiene miles de kilómetros cuadrados que le dan esta firma.
Muchas personas piensan que los procesos hidrotermales y los procesos de aguas subterráneas solo darán pequeñas señales locales de hierro, pero de hecho, las capas ricas en hematita en el depósito de Rio Tinto, recorren varios miles de kilómetros cuadrados. Porque estas aguas subterráneas se extienden en una capa sobre un área amplia.
Por lo tanto, los depósitos de hierro de Rio Tinto hacen varias cosas que debemos tener en cuenta en Meridiani. Combinan procesos hidrotermales antiguos y procesos de baja temperatura más jóvenes; ellos necesitan agua; pueden estar formando capas; y pueden estar muy extendidos.
No son el único conjunto de procesos que podrían hacerlo, de ninguna manera. No estoy particularmente predispuesto a favor de Rio Tinto como un mejor análogo a Meridiani que cualquier otra cosa. Simplemente creo que a medida que avanzamos en esta exploración necesitamos al menos mantener en nuestro archivo de memoria tantos productos y procesos diferentes relacionados con el hierro como podamos.
Todos los diferentes ajustes para la deposición de hierro y los procesos de deposición de hierro que vemos en este planeta llevan señales químicas y de textura que Opportunity podría detectar en Meridiani. Podemos usar esas comparaciones para ayudarnos a descubrir cómo se formó la hematita Meridiani.
A.M: Uno de los aspectos intrigantes de Rio Tinto como sitio de investigación es que, aunque el agua del río es muy ácida, hay bacterias que viven en él. Cuando miras los antiguos depósitos de hematita en esa región, ¿ves bacterias fósiles?
ALASKA: Si tu puedes. De hecho, una de las cosas que me atrajo a trabajar con mis colegas españoles no fue que hoy sea un ambiente extraño. Si bien hoy en día es divertido estar interesado en la vida al margen del medio ambiente, la mayoría de la vida, y gran parte de lo que se puede aprender sobre biología en la actualidad, proviene de organismos comunes que viven en circunstancias normales. Ahí es donde está el 99 por ciento de la diversidad de la vida.
Por otro lado, hay una gran pregunta que se puede hacer en Rio Tinto. Podemos ver los procesos que formaron los depósitos de hierro de Rio Tinto en curso hoy; podemos ver los procesos químicos; Podemos ver qué es la biología en el medio ambiente. Pero la verdadera pregunta que uno debe tener en cuenta al pensar en Meridiani es: ¿qué firmas de esa biología, si las hay, se conservan en rocas diagenéticamente estables?
Uno es eso. Si tuvo la suerte de tener acceso a un microscopio, probablemente con una resolución más allá de lo que podría esperar del lector de imágenes microscópicas, podría ver filamentos microbianos individuales que se han conservado maravillosamente. Así que esa es la primera buena noticia es que el hierro estabilizado diagenéticamente puede retener una huella microscópica de la biología.
La mejor noticia es que hay dos características de la biología que se conservan en las texturas a nivel de globo ocular en estas rocas.
Una es que a veces se forman pequeñas burbujas debido a la emanación de gases del metabolismo. Y algunos de ellos se cubrirán con minerales de hierro y se pueden preservar a través de la diagénesis. Y eso es bastante cierto en la mayoría de las rocas sedimentarias que encontramos en la columna geológica. Puede obtener espacios de gas preservados y esos espacios de gas están invariablemente asociados con la producción biológica de gases.
A.M: ¿Cómo invariablemente?
ALASKA: En nuestra experiencia en la Tierra, es casi el 100 por ciento. Lo que querría preguntar es: ¿Qué procesos distintos de la biología podrían generar gases dentro de un sedimento en un planeta? Eso es algo en lo que puedes hacer experimentos. No sé si alguien se ha molestado en hacerlos en este planeta. Porque, francamente, la biología es tan generalizada que ese es el juego principal de la ciudad, de todos modos. Pero uno podría hacer los experimentos.
La otra cosa, que siento aún más fuerte, es que muchas veces, donde hay poblaciones microbianas, forman estos hermosos grupos de filamentos que simplemente se extienden por la superficie. Casi parecen la crin de un caballo. Ahora lo mejor es que, cuando los minerales se depositan en estos entornos, en realidad se nuclean en estas cadenas de filamentos, y obtienes hermosas texturas sedimentarias que, de nuevo, se parecen a la crin de un caballo.
Puedes verlos en el parque de Yellowstone, en cuerdas silíceas y precipitantes de carbonato. Si vas a lugares como Mammoth Springs, puedes ver que sucede hoy. Y si camina hacia el interior, puede ver ejemplos antiguos de eso, hermosas firmas conservadas en la roca.
En Rio Tinto, puedes ver depósitos de hierro en estos filamentos; y en las terrazas de 2 millones de años, puedes ver estas texturas de hierro filamentosas. Y allí, de nuevo, no conozco otro proceso que no sea la biología que pueda formarlos. Así que eso es realmente algo para mantener los ojos abiertos cuando miras una roca precipitada en Marte.
A.M: ¿Y podías ver esto con Pancam?
ALASKA: Si tomas una Pancam a Rio Tinto o Yellowstone Park, te saltan encima. Absolutamente.
A.M: Si resulta que el lecho de roca en el sitio de aterrizaje de Opportunity está formado por depósitos sedimentarios, ¿eso significa que cuando se depositaron esos sedimentos, tenía que haber agua líquida alrededor?
ALASKA: Muy probable.
A.M: Entonces, si fueran sedimentarios, y Pancam viera algún tipo de textura que en la Tierra es indicativa de biología, ¿eso significaría que la Oportunidad había estado cerca de encontrar evidencia de vida en Marte?
ALASKA: Esos son grandes si, pero sería un gran día.
Retrocedamos un segundo, porque se trata de un poco de filosofía sobre cómo realmente buscas estas cosas. Hace un par de años, la NASA se embarcó en una campaña de financiación para tratar esencialmente de anticipar cualquier tipo de firma sugestivamente biológica que pudiera encontrarse en cualquier tipo de exploración de otro planeta para que no se nos vea rascándonos la cabeza.
Pero el hecho es que no puedes anticipar nada que puedas ver. Entonces, lo que creo que es un escenario más realista es que haces tu exploración, y si, en el curso de esa exploración, encuentras una señal que (a) no es fácilmente explicable por la física y la química o (b) que recuerda las señales que están estrechamente asociados con la biología en la Tierra, entonces te emocionas.
Lo que sucederá entonces, te puedo garantizar, es que 100 científicos emprendedores irán al laboratorio y verán cómo, si es que pueden, pueden simular lo que ves, sin usar biología. Y creo que es lo correcto. Para las cosas donde hay mucho en juego, creo que uno quiere ser tan cuidadoso y sobrio sobre esto como sea posible. Y ciertamente eso significa saber mucho más sobre la capacidad generativa de los procesos físicos y químicos para implantar firmas químicas y texturales en una roca de lo que sabemos hoy.
En ausencia de la astrobiología, nadie perdería el tiempo haciendo estas cosas porque, en la Tierra, sabemos que ha habido biología durante la mayor parte de la historia del planeta. La biología está en todas partes. La biología es preeminente en las señales que imparte a las rocas sedimentarias. Entonces, ¿quién pasará cinco años de su tiempo como un joven científico tratando de generar una señal por medios abiológicos que estén estrechamente asociados con la biología? Sin embargo, cambias a Marte y hay muchas más razones para hacer ese tipo de cosas.
A.M: Si uno de los rovers MER encuentra una roca que parece contener evidencia de biología marciana, ¿querría la NASA regresar a ese lugar y traerla a casa?
ALASKA: Usted apuesta. Dependiendo de lo que encontremos en Meridiani, para no perjudicar lo que encontramos, puede ser un sitio de alta prioridad para que la NASA regrese con equipos más sofisticados y ser un sitio de alta prioridad para el retorno de muestras; o podemos descartarlo.
Esa es toda la razón de este tipo de trabajo incremental. En realidad, me gusta toda la arquitectura del plan de la NASA para ir paso a paso, hacer cada paso con cuidado, y en el paso dos construir sobre lo que aprendiste en el paso uno. Que tiene sentido.
A.M: Me doy cuenta de que te estoy pidiendo que especules aquí, pero ¿cuáles crees que son las probabilidades de que Marte fuera un mundo vivo?
ALASKA: Realmente no lo sé. Pero todo lo que hemos aprendido en los últimos años me sugiere que el agua puede haber sido episódica en lugar de persistente en Marte. Y eso reduce la probabilidad de biología.
Si el agua está presente en la superficie marciana durante 100 años cada 10 millones de años, eso no es muy interesante para la biología. Si está presente durante 10 millones de años, es muy interesante.
Ciertamente no es un hecho que encontraremos que Marte era un planeta biológico. La mitad de mi cerebro sigue tratando de arrojar un porcentaje, y sé que es algo sin sentido que hacer, creo que simplemente no lo haré.
Pero puedo decirle que una de las mejores oportunidades que tendremos durante varios años para abordar esa pregunta es aquí, en los depósitos de hierro de Meridiani.
Fuente original: Revista Astrobiología
