Análisis de un antiguo meteorito de Marte sugiere que el mineral circón puede ser abundante en la superficie del planeta rojo.
Al determinar la edad y la composición del isótopo de hafnio de los circones, los investigadores de la Universidad de Copenhague han demostrado que una población de estos cristales se obtuvo del interior profundo de Marte. Si los investigadores están en lo cierto, significa que los zircones jóvenes contienen información sobre el interior profundo e inaccesible de Marte, lo que proporciona información sobre la estructura interna del planeta.
“El circón son cristales increíblemente duraderos que se pueden fechar y preservar la información que nos informa sobre sus orígenes. Tener acceso a tantos circones es como abrir una ventana de tiempo a la historia geológica del planeta “. – Profesor Martín Bizzarro
El zircón mineral que contiene uranio es un componente abundante de la corteza continental de la Tierra, que proporciona información sobre la edad y el origen de los continentes y grandes características geológicas como cadenas montañosas y volcanes gigantes. Pero a diferencia de la Tierra, la corteza de Marte no ha evolucionado y tiene una composición similar a la corteza que se encuentra debajo de los océanos de la Tierra, donde el circón es raro. Por lo tanto, no se espera que el circón sea un mineral común en Marte.
“Estábamos bastante sorprendidos y emocionados cuando encontramos tantos circones en este meteorito marciano. El circón son cristales increíblemente duraderos que pueden fecharse y preservar la información que nos informa sobre sus orígenes. Tener acceso a tantos circones es como abrir una ventana de tiempo a la historia geológica del planeta ”, describe el profesor Martín Bizzarro del Instituto GLOBE, quien dirigió el estudio.
El equipo investigó el antiguo meteorito marciano NWA 7533 (Figura 1), apodado “Belleza negra”, que fue descubierto en el desierto de Marruecos en 2011. Después de triturar 15 gramos de esta roca, extrajeron alrededor de 60 circonitas. Dando la edad de los circones, encontraron que la mayoría de los cristales datan de hace unos 4.500 millones de años, es decir, el comienzo de la vida del planeta. Pero también hicieron un descubrimiento inesperado: algunos circones definieron edades mucho más jóvenes, que van desde aproximadamente 1500 millones de años hasta 300 millones de años.
Figura 1: El meteorito rico en circonio NWA 7533 que contiene fragmentos de la antigua corteza de Marte. Crédito: © Universidad de Copenhague / Deng et al.
“Estas edades tan jóvenes fueron una gran sorpresa”, dice Bizzarro. “Se cree que el meteorito Black Beauty proviene del hemisferio sur de Marte, que no tiene ningún terreno volcánico joven. La única fuente posible de estos jóvenes zircones es la provincia volcánica de Tharsis ubicada en el hemisferio norte del planeta, que contiene grandes volcanes recientemente activos ”, agrega Martín Bizzarro.
El abultamiento de Tharsis en Marte es una enorme provincia volcánica que alberga los volcanes más grandes del Sistema Solar, que tienen una altura de hasta 21 km. Los científicos creen que esta provincia volcánica es la expresión de un magmatismo muy profundo que erupciona en la superficie del planeta. La analogía en la Tierra es la cadena de islas volcánicas de Hawai, que también se cree que refleja una actividad volcánica profundamente arraigada. Pero debido a la tectónica de placas, la Placa del Pacífico se mueve constantemente de manera que, en lugar de acumularse en un solo lugar, se ha formado una cadena de islas volcánicas progresivamente más jóvenes. Dado que Marte no tiene placas tectónicas, los volcanes se amontonan en un solo lugar y, como resultado, crecen hasta alcanzar tamaños gigantes.
“Tener muestras del interior profundo de Marte es clave. Esto significa que ahora podemos usar estos circones para investigar el origen de los elementos volátiles en Marte, incluida su agua, y ver cómo se compara con la Tierra y otros planetas del Sistema Solar “. – Mafalda Costa
Si el equipo de Bizzarro está en lo cierto, significa que los zircones jóvenes pueden contener información sobre el interior profundo e inaccesible de Marte. Esta es la primera vez que los científicos tienen acceso directo al interior profundo del planeta rojo a través de estas muestras, lo que puede permitirles descubrir la estructura interna y la composición de Marte.
“Tener muestras del interior profundo de Marte es clave. Esto significa que ahora podemos usar estos circonitas para investigar el origen de los elementos volátiles en Marte, incluida su agua, y ver cómo se compara con la Tierra y otros planetas del Sistema Solar ”, explica Mafalda Costa, primera otra del nuevo estudio. .
Pero para comprender la naturaleza del interior marciano profundo, los investigadores recurrieron al análisis de la composición isotópica del elemento hafnio en los mismos circones.
“Debido a que el hafnio es un componente elemental importante del circón, conserva una memoria de dónde se formó el circón”, dice Martin Bizzarro. “Descubrimos que la composición del isótopo de hafnio de los zircones jóvenes es diferente a la de los meteoritos marcianos conocidos, lo que indica que los zircones jóvenes proceden de un depósito primitivo que no sabíamos que existía en el interior de Marte”, añade.
Figura 2: Desentrañar la estructura interna de Marte. Una columna ascendente de material primitivo se eleva desde el manto profundo, alimentando a los volcanes en la superficie del planeta. Crédito: Universidad de Copenhague
La composición de isótopos de hafnio de los zircones jóvenes es similar a la de los objetos más primitivos del Sistema Solar, es decir, los meteoritos de condrita. Estos meteoritos de condrita son muestras de asteroides que nunca se han modificado desde su formación. Esto implica que el interior profundo de Marte esencialmente no se ha modificado desde la formación del planeta (Figura 2). La existencia de un reservorio tan primitivo se debe a que los meteoritos son muestras de asteroides que nunca se han modificado desde su formación. Esto implica que el interior profundo de Marte esencialmente no se ha modificado desde la formación del planeta (Figura 2). Se espera la existencia de un depósito tan primitivo para un planeta que carece de tectónica de placas. A diferencia de la Tierra, donde el material formado en la superficie se recicla continuamente hacia el interior mediante la tectónica de placas, el interior profundo de Marte no ha cambiado desde el nacimiento del planeta y, como tal, conserva su composición inicial.
Finalmente, el descubrimiento de que el circón puede ser abundante en la superficie marciana puede orientar la futura exploración robótica del planeta, especialmente en el marco del retorno de muestras a la Tierra.
“Nuestro estudio deja en claro que una misión de retorno destinada a adquirir muestras que contengan circón será de gran valor científico para comprender la historia geológica de Marte”, concluye Martín Bizzarro.
Referencia: “La estructura interna y la geodinámica de Marte inferida de un registro de circón de 4.2 Gyr” por Maria M. Costa, Ninna K. Jensen, Laura C. Bouvier, James N. Connelly, Takashi Mikouchi, Matthew SA Horstwood, Jussi-Petteri Suuronen , Frédéric Moynier, Zhengbin Deng, Arnaud Agranier, Laure AJ Martin, Tim E. Johnson, Alexander A. Nemchin y Martin Bizzarro, 16 de noviembre de 2020, Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América.
DOI: 10.1073 / pnas.2016326117
El estudio fue apoyado por la Fundación Carlsberg, la Fundación Nacional de Investigación Danesa y el Consejo Europeo de Investigación.
