Un pequeño trozo de roca que una vez se separó de Marte y llegó a la Tierra puede contener pistas que revelen detalles sorprendentes sobre la formación del planeta rojo.
Un nuevo análisis del meteorito Chassigny, que cayó a la Tierra en 1815, sugiere que la forma en que Marte obtuvo sus gases volátiles, como carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y gases nobles, contradice nuestros modelos actuales sobre cómo se forman los planetas.
Los planetas nacen, según los modelos actuales, a partir de restos de estrellas. Las estrellas se forman a partir de una nube nebulosa de polvo y gas cuando una densa masa de material colapsa bajo la acción de la gravedad. Al girar, recoge más material de la nube que lo rodea para crecer.
Este material forma un disco, girando alrededor de la nueva estrella. Dentro de ese disco, el polvo y el gas comienzan a agruparse en un proceso que hace crecer un planeta bebé. Hemos visto otros sistemas planetarios bebés formándose de esta manera, y la evidencia en nuestro propio Sistema Solar sugiere que se formó de la misma manera, hace unos 4600 millones de años.
Pero cómo y cuándo se incorporaron ciertos elementos a los planetas ha sido difícil de reconstruir.
Según los modelos actuales, los gases volátiles son absorbidos por un planeta fundido en formación de la nebulosa solar. Debido a que el planeta es tan caliente y blando en esta etapa, estos volátiles son absorbidos por el océano de magma global que es el planeta en formación, antes de ser expulsados parcialmente a la atmósfera a medida que el manto se enfría.
Más tarde, se liberan más volátiles a través del bombardeo de meteoritos: los volátiles atrapados en meteoritos carbonosos (llamados condritas) se liberan cuando estos meteoritos se rompen al introducirse en el planeta.
Entonces, el interior de un planeta debería reflejar la composición de la nebulosa solar, mientras que su atmósfera debería reflejar principalmente la contribución volátil de los meteoritos.
Podemos notar la diferencia entre estas dos fuentes observando las proporciones de isótopos de gases nobles, particularmente el criptón.
Y, debido a que Marte se formó y solidificó relativamente rápido en unos 4 millones de años, en comparación con los 100 millones de años de la Tierra, es un buen registro para esas etapas muy tempranas del proceso de formación planetaria.
“Podemos reconstruir la historia de la entrega volátil en los primeros millones de años del Sistema Solar”, dijo la geoquímica Sandrine Péronantes de la Universidad de California Davis, ahora en ETH Zurich.
Eso es, por supuesto, solo si podemos acceder a la información que necesitamos, y aquí es donde el meteorito Chassigny es un regalo del espacio.
Su composición de gas noble difiere de la de la atmósfera marcianalo que sugiere que el trozo de roca se separó del manto (y se arrojó al espacio, precipitando su llegada a la Tierra), y es representativo del interior del planeta y, por lo tanto, de la nebulosa solar.
Sin embargo, el criptón es bastante difícil de medir, por lo que las proporciones precisas de isótopos han eludido la medición. Sin embargo, Péron y su colega, el geoquímico Sujoy Mukhopadhyay de UC Davis, emplearon una nueva técnica utilizando el Laboratorio de Gases Nobles de UC Davis para realizar una medición nueva y precisa de criptón en el meteorito Chassigny.
Y aquí es donde se puso realmente raro. Las proporciones de isótopos de criptón en el meteorito están más cerca de las asociadas con las condritas. Como, notablemente más cerca.
“La composición interior marciana del criptón es casi puramente condrítica, pero la atmósfera es solar”. peron dijo. “Es muy distinto”.
Esto sugiere que los meteoritos estaban enviando volátiles a Marte mucho antes de lo que pensaban los científicos, antes de que la radiación solar disipara la nebulosa solar.
El orden de los acontecimientos, por lo tanto, sería que Marte adquirió una atmósfera de la nebulosa solar después de que se enfriara su océano de magma global; de lo contrario, los gases condríticos y los gases nebulares estarían mucho más mezclados de lo que observó el equipo.
Sin embargo, esto presenta otro misterio. Cuando la radiación solar finalmente quemó los restos de la nebulosa, también debería haber quemado la atmósfera nebulosa de Marte. Esto significa que el criptón atmosférico presente más tarde debe haberse conservado en alguna parte; tal vez, sugirió el equipo, en los casquetes polares.
“Sin embargo, eso requeriría que Marte hubiera estado frío inmediatamente después de su acreción”. Mukhopadhyay dijo.
“Si bien nuestro estudio apunta claramente a los gases condríticos en el interior de Marte, también plantea algunas preguntas interesantes sobre el origen y la composición de la atmósfera primitiva de Marte”.
La investigación del equipo ha sido publicada en Ciencias.