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El encanto de la hematita

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El encanto de la hematita

En Marte, el planeta color rojo oxidado, un curioso depósito de hematita gris (un mineral pariente del herrumbre común) podría ser clave para resolver el misterio del agua marciana. 

NASA
Marshall Space Flight Center

28 de marzo, 2001 -- ¿Qué hace rojo al Planeta Rojo?

Los científicos creen que Marte es un serio caso de herrumbre. El suelo marciano está lleno de compuestos cargados de hierro que, a través de los eones, han reaccionado químicamente con los vestigios de oxígeno y vapor de agua presentes en la atmósfera marciana, hasta formar óxido de hierro --la misma sustancia química que cubre innumerables clavos oxidados en los garajes y talleres de la Tierra.

Arriba : Una vista panorámica de Marte desde la Estación Conmemorativa Sagan (Sagan Memorial Station) donde la misión Pathfinder aterrizó en 1997.

La palabra "herrumbre" evoca imágenes de cosas color rojo -como Marte y los clavos oxidados pero los óxidos férricos no son del mismo color. Aquí en la Tierra una variedad grisácea del óxido férrico, un mineral llamado hematita, se puede precipitar en las aguas termales o en los depósitos de agua estancada.

La hematita gris no es el tipo de óxido que se esperaría encontrar en un planeta como Marte, que está seco como un desierto. Pero tal vez, Marte no estuvo siempre tan seco como ahora. Existen muchos indicios de antiguos depósitos de agua o de agua escondida en el Planeta Rojo, incluyendo las hondonadas de inundación, las capas sedimentarias...y la hematita. 

En 1998, un espectrógrafo infrarojo a bordo del Topógrafo Global Marciano (Mars Global Surveyor o MSG) de la NASA, detectó un depósito considerable de hematita gris cerca del ecuador marciano, en una región de 500 km de ancho llamada Sinus Meridiani. El descubrimiento aumentó la posibilidad de que en Marte hayan existido aguas termales, alguna vez.

  Derecha: La concepción de un artista de las antiguas aguas termales donde se habría recolectado la hematita gris.

"Creemos que la hematita gris es prueba suficiente de que el agua estuvo presente alguna vez en esa área," dice Victoria Hamilton, geóloga planetaria de la Universidad Estatal de Arizona (Arizona State University o ASU). "Pensamos que el depósito es bastante antiguo. Estuvo enterrado, tal vez durante cientos de millones de años o más y ahora se encuentra expuesto por la erosión de los vientos".

La hematita gris tiene la misma fórmula química (Fe2O3) que su pariente, el herrumbre colorado, pero una estructura cristalina diferente. El herrumbre colorado es fino y polvoso, y sus granos típicos tienen entre unos cuantos y cientos de nanómetros de diámetro. Los cristales de hematita gris son tan grandes como los granos de arena.

"En Marte, los óxidos férricos rojos y grises son en realidad manifestaciones diferentes del mismo mineral, explica Hamilton. "Si usted muele la hematita gris hasta convertirla en un polvo fino, se volverá de color rojo porque los granos más pequeños dispersan la luz roja".

La gruesa estructura del grano de la hematita gris es importante, dice Jack Farmer de la ASU, jefe del grupo de enfoque para Marte del Instituto de Astrobiología de la NASA (NASA Astrobiology Institute Mars Focus Group), porque "para obtener tal grado de grosor cristalino, se requiere de una cantidad razonable de agua disponible" (donde se forme la hematita) 

El eslabón entre el agua y la hematita gris constituye el llamado "Sitio de la Hematita" (Sinus Meridiani), un lugar muy atractivo para futuros aterrizajes en Marte, así como para los instrumentos de detección remota del vehículo Odisea marciana 2001 ( 2001 Mars Odyssey ) -- programado para ser lanzado el 7 de abril.

Izquierda: La distribución de hematita en Sinus Meridiani. Esta imagen, cortesía de Phil Christensen, es una reproducción del artículo "Mapeo global de depósitos minerales de hematita marciana: remanentes de procesos acuáticos en Marte precoz(Global mapping of Martian hematite mineral deposits: Remnants of water-driven processes on early Mars"), por P.R. Christensen et al., de la Revista de Investigaciones Geofísicas (Journal of Geophysical Research), en prensa.

La nave Odisea (Odyssey) llevará a bordo una cámara de imágenes infraroja llamada THEMIS (diminutivo de Thermal Emission Imaging System o Sistema de Imágenes de Emisión Térmica), que es capaz de identificar, desde su órbita, los minerales en la superficie marciana mientras analiza sus "huellas digitales" espectrales. 

La nave Odisea (Odyssey) llevará a bordo una cámara de imágenes infraroja llamada THEMIS (diminutivo de Thermal Emission Imaging System o Sistema de Imágenes de Emisión Térmica), que es capaz de identificar, desde su órbita, los minerales en la superficie marciana mientras analiza sus "huellas digitales" espectrales. 

"Todos los materiales vibran en la escala atómica", explica Hamilton. "Para lo minerales, el ritmo de las vibraciones corresponde con la parte del espectro electromagnético conocida como la región térmica del infrarrojo, situada entre 5 y 50 micras. Nuestros ojos no pueden ver longitudes de onda tan largas. "Cada mineral tiene un espectro infrarrojo único que lo identifica con la misma certeza que las huellas digitales identifican a un ser humano", añade.

THEMIS es un instrumento de la "próxima generación", que puede capturar imágenes más nítidas que el TES, el Espectrógrafo de Emisión Térmica (Thermal Emission Spectrometer) que actualmente orbita Marte a bordo del Topógrafo Global Marciano (Mars Global Surveyor). THEMIS será capaz de discernir el contenido mineral de formaciones geológicas de tan solo 100 metros de diámetro -actualmente el TES percibe el contenido material de formaciones de más 3 km de diámetro.

Arriba: La "huella digital" espectral de la hematita. Los picos y los valles de la gráfica son característicos de las emisiones infrarrojas de la hematites. Cortesía de la Biblioteca de Emisiones Espectrales Térmicas (Thermal Emission Spectral Library) de la Universidad Estatal de Arizona (ASU).

De los muchos lugares candidatos a ser sitios de aterrizaje para los Vehículos de Exploración Todo Terreno de la NASA (NASA's Mars Exploration Rovers) en el año 2003, la región de Sinus Meridiani es una de las que más intriga a los científicos. Los datos del THEMIS podrán ayudar a los estrategas del proyecto a decidir cuáles serían los mejores sitios de aterrizaje, sobretodo, si los mapas revelan depósitos de otros minerales acuosos como carbonatos o sulfatos.

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"Lo interesante de los carbonatos y sulfatos," dice Phil Christensen, investigador principal del THEMIS, "es que esos materiales pueden ser mejores (que la hematita) para preservar el registro de un fósil. Algunos de ellos, como los carbonatos, también pueden indicar que existieron cuerpos de agua sobre la superficie". Por otro lado, profunda agua hidrotérmica del subsuelo pudo haber formado los minerales hematites. 

Hasta el momento, los instrumentos a bordo del MGS no han encontrado evidencia de carbonatos o sulfatos en ningún lugar de Marte. La ausencia de tales minerales acuosos es un misterio si el agua líquida marciana --en forma de lagos, ríos u océanos-- fue de hecho abundante en el pasado geológico del planeta.

Christensen advierte que la resolución espacial del TES a bordo del MGS puede no haber sido suficientemente buena como para detectar pequeños depósitos de carbonatos. La capacidad de resolución del THEMIS tiene más oportunidades de detectarlos. Por ejemplo, el TES no podría detectar las capas calcáreas (de carbonatos) del Gran Cañon del Colorado, en la Tierra, pero THEMIS sí las detectaría.

 

Arriba: La capacidad de detección del THEMIS mejorará significativamente los datos del TES, un instrumento similar a bordo del Topógrafo Global Marciano (Mars Global Surveyor). Los pixeles del THEMIS, abarcarán un campo de visión de tan solo 0.01 kilómetros, a comparación con los 9 km2 por pixel del TES. Esta imágen muestra cómo se vería el Valle Salino de California con ambos instrumentos. [ más información]

Hasta que alguien encuentre restos de carbonatos o sulfatos en Marte, tal vez en alguna de las futuras imágenes del THEMIS, la hematita gris sigue siendo el mejor indicador de que el agua existió alguna vez en Marte.

La existencia de hematita hace que los científicos se pregunten: ¿Existió alguna vez un equivalente marciano del Parque Nacional de Yellowstone, donde hirvientes aguas termales formaron piscinas cubiertas de hematita? ¿Existirán estos manantiales subterráneos todavía? La futura exploración humana del Planeta Rojo podría depender de las respuestas a tales cuestionamientos. Y puede ser que el mejor lugar para empezar a buscar [agua] sea el Sinus Meridiani, donde el encanto de la hematita es ciertamente poderoso...

Nota del Editor : ¿Por qué es el hierro tan común sobre la superficie marciana? En la Tierra, la mayoría del hierro se hundió en el núcleo del planeta cuando éste aún era joven y se hallaba en un estado semisólido. Marte es más pequeño que la Tierra, y está menos diferenciado. El núcleo de hierro de Marte es más pequeño y queda más hierro en las capas superiores del planeta.

  Enlaces en la Red

Página Principal sobre la Exploración de Marte -- sitio electrónico del Laboratorio de Propulsión de Jets (Jet Propulsion Laboratory o JPL) de la NASA.

Misión Odisea Marciana (Mars´Odissey Mission) -- página principal del orbitador, programado para lanzamiento el 7 de abril.

Misión 2003 de Vehículos de Exploración Todo Terreno de Marte (2003 Mars Exploration Rovers mission) -- página principal de la misión en el año 2003 en la que se enviarán un par de vehículos de exploración a la superficie de Marte

Marte Carbonatado -- Artículo de Science@NASA : Aquí en la Tierra, la única manera de crear rocas carbonatadas es con la ayuda de el agua líquida. El hallar este tipo de rocas en Marte podría proveer de una vez por todas, de una prueba para demostrar que el erosionado planeta alguna vez fue húmedo y caluroso.


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