El rover Curiosity de la NASA aterrizó en Marte el 6 de agosto de 2012 y desde entonces ha recorrido el cráter Gale tomando muestras y enviando los resultados a casa para que los investigadores los interpreten. Análisis de isótopos de carbono en muestras de sedimentos tomadas de media docena de lugares expuestos,incluido un acantilado expuesto, deja a los investigadores con tres explicaciones plausibles para el origen del carbono: polvo cósmico, degradación ultravioleta del dióxido de carbono o degradación ultravioleta del metano producido biológicamente.
Los investigadores anotan hoy 17 de enero en Actas de la Academia Nacional de Ciencias que "Estos tres escenarios son poco convencionales, a diferencia de los procesos comunes en la Tierra".
El carbono tiene dos isótopos estables, 12 y 13. Al observar las cantidades de cada uno en una sustancia, los investigadores pueden determinar detalles sobre el ciclo del carbono que ocurrió, incluso si sucedió hace mucho tiempo.
"Las cantidades de carbono 12 y carbono 13 en nuestro sistema solar son las cantidades que existían en la formación del sistema solar", dijo Christopher H. House, profesor de geociencias, Penn State. "Ambos existen en todo, pero porqueEl carbono 12 reacciona más rápido que el carbono 13, observar las cantidades relativas de cada uno en las muestras puede revelar el ciclo del carbono".
Curiosity, dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, ha pasado los últimos nueve años explorando un área del cráter Gale que ha expuesto capas de roca antigua. El rover perforó la superficie de estas capas y recuperó muestras de restos enterrados.capas sedimentarias. Curiosity calentó las muestras en ausencia de oxígeno para separar cualquier químico. El análisis espectrográfico de una porción del carbono reducido producido por esta pirólisis mostró una amplia gama de cantidades de carbono 12 y carbono 13 dependiendo de dónde o cuándo se formó la muestra original.Parte del carbono se empobreció excepcionalmente en carbono 13 mientras que otras muestras de carbono se enriquecieron.
"Las muestras extremadamente empobrecidas en carbono 13 son un poco como muestras de Australia tomadas de sedimentos que tenían 2.700 millones de años", dijo House. "Esas muestras fueron causadas por actividad biológica cuando el metano fue consumido por antiguas esteras microbianas, perono necesariamente puedo decir eso en Marte porque es un planeta que puede haberse formado a partir de materiales y procesos diferentes a los de la Tierra".
Para explicar las muestras excepcionalmente agotadas, los investigadores sugieren tres posibilidades: una nube de polvo cósmico, la radiación ultravioleta que descompone el dióxido de carbono o la degradación ultravioleta del metano creado biológicamente.
Según House, cada doscientos millones de años el sistema solar atraviesa una nube molecular galáctica.
"No deposita mucho polvo", dijo House. "Es difícil ver alguno de estos eventos de deposición en el registro de la Tierra".
Para crear una capa que Curiosity pudiera muestrear, la nube de polvo galáctico primero habría bajado la temperatura en un Marte que aún contenía agua y creado glaciares. El polvo se habría depositado sobre el hielo y luego tendría que permanecer en su lugaruna vez que el glaciar se derritió, dejando atrás una capa de tierra que incluía el carbón.
Hasta ahora, hay evidencia limitada de glaciares pasados en el cráter Gale en Marte. Según los investigadores, "esta explicación es plausible, pero requiere investigación adicional".
Una segunda explicación posible para cantidades más bajas de carbono 13 es la conversión ultravioleta de dióxido de carbono en compuestos orgánicos como el formaldehído.
"Hay documentos que predicen que los rayos ultravioleta podrían causar este tipo de fraccionamiento", dijo House. "Sin embargo, necesitamos más resultados experimentales que muestren este tamaño de fraccionamiento para poder confirmar o descartar esta explicación".
El tercer método posible para producir muestras empobrecidas en carbono 13 tiene una base biológica.
En la Tierra, una firma fuertemente empobrecida en carbono 13 de una paleosuperficie indicaría que los microbios del pasado consumieron metano producido microbianamente. El antiguo Marte pudo haber tenido grandes columnas de metano liberadas desde el subsuelo donde la producción de metano habría sido energéticamente favorable. Luego, la liberaciónel metano sería consumido por los microbios de la superficie o reaccionaría con la luz ultravioleta y se depositaría directamente sobre la superficie.
Sin embargo, según los investigadores, actualmente no hay evidencia sedimentaria de microbios superficiales en el paisaje pasado de Marte, por lo que la explicación biológica destacada en el artículo se basa en la luz ultravioleta para colocar la señal de carbono 13 en el suelo.
"Las tres posibilidades apuntan a un ciclo de carbono inusual diferente a cualquier cosa en la Tierra hoy en día", dijo House. "Pero necesitamos más datos para determinar cuál de estas es la explicación correcta. Sería bueno si el rover detectara un granpenacho de metano y mida los isótopos de carbono a partir de eso, pero si bien hay penachos de metano, la mayoría son pequeños, y ningún rover ha tomado muestras de uno lo suficientemente grande como para medir los isótopos".
House también señala que encontrar los restos de esteras microbianas o evidencia de depósitos glaciales también podría aclarar un poco las cosas.
"Estamos siendo cautelosos con nuestra interpretación, que es el mejor camino cuando se estudia otro mundo", dijo House.
Curiosity todavía está recolectando y analizando muestras y regresará al frontón donde encontró algunas de las muestras en este estudio en aproximadamente un mes.
"Esta investigación cumplió un objetivo de larga data para la exploración de Marte", dijo House. "Para medir diferentes isótopos de carbono, una de las herramientas geológicas más importantes, a partir de sedimentos en otro mundo habitable, y lo hace observando9 años de exploración".
También trabajó en el proyecto de Penn State Gregory M. Wong, reciente doctorado en geociencias.
Otros participantes en la investigación fueron, en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA: Christopher R. Webster, investigador asociado y científico principal; Gregory J. Flesch, ingeniero de software de aplicaciones científicas; y Amy E. Hofmann, científica investigadora; en la División de Exploración del Sistema Solar, Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA: Heather B. Franz, científica investigadora, Jennifer C. Stern, asistente de investigación, Alex Pavlov, científica espacial, Jennifer L. Eigenbrode, asistente de investigación, Daniel P. Glavin, director asociado de ciencia estratégica, Charles A.Malespin, jefe del Laboratorio de Entornos Planetarios, y Paul R. Mahaffy, Director de la División de Exploración del Sistema Solar jubilado de la Universidad de Michigan: Sushil K. Atreya, profesor de ciencias e ingeniería climática y espacial y director del Laboratorio de Ciencias Planetarias de CarnegieInstitución para la Ciencia: Andrew Steele, científico; y en la Universidad de Georgetown y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA: Maëva Milan, becaria postdoctoral.
NASA apoyó este proyecto.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Estado de Pensilvania. Original escrito por A'ndrea Elyse Messer. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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