Marte: ¿es el momento para un nueva cronología?

por David Tenenbaum #6# La técnica clásica para establecer la historia geológica de un planeta rocoso es contar los cráteres. En general, las regiones que han estado expuestas al espacio durante más tiempo han sufrido más impactos y, por tanto, tienen más cráteres. Contando cráteres, los científicos han dividido la historia de Marte en tres eras: Noeica (cálida y húmeda), Hespérica (volcánica) y la actual Amazónica (fría y seca). Siguiendo la tradición terrestre, cada era ha sido bautizada de acuerdo al lugar en el que se descubrió por primera vez el tipo característico de terreno. Científicos europeos han usado ahora un espectrómetro de imágenes de alta resolución, a bordo del orbitador Mars Express, para construir un nuevo retrato de la historia geológica del planeta. Aunque el nuevo análisis usa la técnica de contar cráteres para confirmar la edad de varias zonas, los investigadores han propuesto que se redefinan las eras geológicas de Marte en base al contenido en minerales del suelo, y no en base a la densidad de los impactos o a las características morfológicas del terreno. El nuevo análisis puede fomentar un entendimiento más profundo de la historia del planeta y aumentar las posibilidades de éxito en la prevista búsqueda de trazas de vida. Pero, al proponer que se renombre la historia geológica de Marte, los investigadores pueden haber violado un precedente geológico. En la edición del 21 de abril de la revista Science, un grupo encabezado por Jean-Pierre Bibring, del Instituto de Astrofísica Espacial en Orsay, Francia, publicó resultados obtenidos con un instrumento de la sonda Mars Express, lanzada por la Agencia Europea del Espacio en junio de 2003, llamado OMEGA. El instrumento OMEGA (Espectrómetro de Mapeo Mineralógico en los rangos Visible e Infrarrojo) mide la radiación visible e infrarroja reflejada por la superficie marciana, en 350 frecuencias diferentes, y puede identificar minerales por sus espectros. El artículo da cuenta de los estudios realizados durante un año marciano (687 días), que cubren el 90 por ciento de la superficie del planeta. Bibring es el investigador principal de OMEGA. La cronología convencional (cronología estratigráfica) de Marte incluye tres periodos, con las siguientes dataciones, muy aproximadas:

• El periodo Noeico (desde la formación del planeta hasta hace 3.500 - 3.800 millones de años) recibe ese nombre por Noachis Terra, un vasta zona montañosa en el hemisferio sur. En este periodo se produjeron muchos cráteres como consecuencia de la caída masiva de meteoritos, pero las abundantes evidencias de erosión hídrica han sido interpretadas como una indicación de que la superficie era templada y húmeda.
• El periodo Hespérico comenzó cuando la caída de meteoritos empezó a moderarse y puede haber durado hasta hace sólo 1.800 millones de años. El Hespérico, nombrado así por Hesperia Planum, una altiplanicie en el hemisferio sur, estuvo marcado por una actividad volcánica muy intensa que cubrió muchos cráteres del periodo Noeico.
• El periodo Amazónico (desde el final del periodo Hespérico hasta la actualidad) fue nombrado así por Amazonis Planitia, una planicie del hemisferio norte. El periodo Amazónico es demasiado frío como para que haya agua líquida, al menos en la superficie.

#3# El espectrómetro OMEGA detectó dos tipos de minerales hidratados: filosilicatos y sulfatos, cada uno característico de una era diferente, explica Bibring. Los filosilicatos (arcillas) aparecieron durante la primera parte de la era Noeica, cuando la superficie de Marte fue esculpida con las marcas inconfundibles de la erosión hídrica. Puesto que las arcillas, en la Tierra, se forman cuando sedimentan las partículas de grano fino que se encuentran suspendidas en el agua, ‘es muy difícil entender la formación de filosilicatos sin que haya habido grandes extensiones de agua’, según Bibring. Debido a la presencia de filosilicatos, Bibring y sus colegas se refieren al periodo en el que éstos predominan como periodo Filósico. Los sulfatos aparecieron en la era siguiente, que Bibring denomina era Teícica, puesto que gigantescos flujos de lava alteraron el paisaje y llevaron enormes cantidades de azufre a la superficie. Este vulcanismo se conoce desde hace tiempo y, de hecho, ya el Viking detectó azufre en las capas superficiales del suelo. Sin embargo, las enormes cantidades de azufre y la amplia distribución de sulfatos encontradas por OMEGA, sugieren que, en la época en la que la actividad tectónica levantó el complejo volcánico de Tharsis, antes de que acabara el periodo Noeico, las erupciones lanzaron grandes cantidades de azufre a la atmósfera, que se transformaron en sulfatos allí donde existían grandes masas de agua. Puesto que la atmósfera era muy tenue en esa época, las extensiones de agua desaparecieron demasiado deprisa como para que los suelos teícicos sean ahora buenos candidatos para buscar fósiles, dice Bibring. La Mars Express está aumentando la gran cantidad de datos que ya se tenía sobre Marte, explica Kenneth Tanaka, del U.S. Geological Survey (USGS) en Flagstaff, Arizona, y uno de los pioneros en el estudio de la cronología marciana. Con su mayor número de bandas espectrales, ‘el espectrómetro OMEGA de la Mars Express ha podido detectar la presencia de minerales hidratados en la superficie de Marte con más sensibilidad que los espectrómetros de la Mars Global Surveyor y la Mars Odyssey’. La identificación de minerales hidratados que ha hecho OMEGA da más profundidad a la visión convencional de los tres periodos geológicos de Marte, dice Bibring. ‘Cuando se dan las condiciones ambientales para que se formen filosilicatos, no se pueden formar sulfatos y, de forma recíproca, cuando se están formando sulfatos, no se pueden formar filosilicatos’. Las arcillas necesitan condiciones alcalinas y los sulfatos requieren condiciones ácidas, explica. ‘Por el pH y por muchas otras indicaciones, vemos que el ambiente global de Marte cambió. Gracias a la mineralogía, sabemos que ciertas características estables en el tiempo dependen de las condiciones ambientales en que se formaron’. Bibring y sus colegas han propuesto una cronología alternativa para Marte, con tres periodos que, en general, solapan con la cronología convencional, aunque no completamente.

• Filósico: marcado por la presencia de filosilicatos, arcillas con un alto contenido en hierro.
• Teícico (del vocablo griego para sulfato): marcado por la presencia de sulfatos ocasionales, indicadores de actividad volcánica intensa, formados en reacciones químicas con agua.
• Siderícico (del vocablo griego para hierro férrico, Fe+3): marcado por la presencia de óxidos de hierro anhidro y la ausencia de agua líquida.

#4# Los nuevos análisis han traído mucha información novedosa, apunta Michael Carr, un veterano geólogo especializado en Marte, del USGS en Menlo Park, California. ‘Los filosilicatos eran desconocidos. Había un misterio sin resolver: durante el periodo Noeico hubo procesos erosivos que generaron una red de valles, lo que significa que el ambiente era cálido puesto que parecía que se habían formado por el flujo superficial de líquidos. Pero entonces, ¿porqué no podíamos encontrar evidencias de meteorización?\\\' OMEGA encontró esa evidencia, en forma de arcillas, que, típicamente, se forman cuando el agua erosiona las rocas y produce partículas microscópicas que más tarde sedimentan, a menudo en los deltas de los ríos y en los lechos de los lagos. Pero mientras que la información mineralógica es bienvenida, con los nuevos nombres la cosa es diferente. ‘Hay una costumbre que se ha seguido desde hace mucho tiempo en el campo de la geología terrestre’, explica Carr, ‘nombrar las eras de acuerdo al área tipo’, es decir, de acuerdo al primer ejemplo bien descrito de esa era en concreto. El periodo Pensilvánico de la era Paleozoica, por ejemplo, fue llamado así por un patrón geológico descubierto en el estado de Pensilvania, con una edad de 323 a 290 millones de años. ‘A principios de los 80, seguíamos el mismo sistema en Marte, nombrando las eras según sus lugares tipo’, afirma Carr. Entonces, ¿por qué desafiar a los geólogos con un nuevo sistema? ‘Creo que no están haciendo las cosas con seriedad. El [Bibring] no está sugiriendo una nueva cronología; está sugiriendo nuevos nombres para los periodos Noeico, Hespérico y Amazónico. Para mí, no tiene sentido’. Pero Bibring defiende que los nuevos datos muestran una visión diferente de la historia del planeta y eso hace que se necesiten nuevos nombres. ‘Las eras no son idénticas. Todavía hay tres eras, pero los periodos de tiempo no coinciden. No estamos renombrando eras, estamos describiendo la historia de Marte de una forma diferente, basándonos en el análisis mineralógico’. En cualquier caso, los resultados de OMEGA pueden mejorar las posibilidades de encontrar evidencias fósiles, si es que en el pasado hubo vida en Marte. Los científicos consideran, desde hace mucho tiempo, que la superficie actual del planeta, con temperaturas entre -5 y -87 grados centígrados, es demasiado fría como para que haya agua líquida y que, por tanto, no es apropiada para la vida. Aunque las condiciones pueden ser mas cálidas bajo la superficie, es el pasado del planeta lo que intriga a los astrobiólogos, no el presente. #5# Los científicos están de acuerdo en que el joven Marte era lo suficientemente cálido como para tener agua líquida. ‘Probablemente, en el periodo Filósico se dieron unas condiciones ambientales en las que podría haber aparecido vida’ dice Bibring. ‘Estamos convencidos de que si se quiere averiguar si Marte pudo albergar vida, hay que ir a las áreas ricas en arcillas’. Y puesto que el Filósico acabó antes que el Noeico, habría que centrarse en las arcillas más antiguas, los filosilicatos. Carr contradice esa opinión. Para encontrar fósiles, ‘tendríamos que ir a la era Noeica, pero no necesariamente buscando filosilicatos. Hay muchísimos sitios donde mirar. Depende del modelo de vida que se considere’. La decisión, dice, debiera reflejar ‘la mejor predicción respecto a las condiciones en las que la vida pudiera haber florecido y, también, haber sido fosilizada. Habría que recopilar una lista de criterios e intentar trasladarlos a la geología. Quién sabe lo que saldría’. En cualquier caso, al contribuir a una visión más detallada de la mineralogía de Marte, los datos de la Mars Express pueden volverse fundamentales para el estudio del planeta rojo. ‘Si se tienen sólo datos geomorfológicos (formas del relieve) para deducir la historia, cuando se encuentra un elemento geológico hay varias maneras de explicarlo’, dice Bibring. ‘En la Tierra, no podríamos entender la historia si sólo tuviéramos imágenes. El hecho de que se puedan añadir datos sobre la composición es un avance enorme. Pero es necesario el contexto’. Geomorfología y mineralogía, dice, ‘se complementan mutuamente’.