La jarosita, ¿la conexión entre la Antártida y Marte?

Marte es el cuarto planeta más cercano al Sol y el más parecido a la Tierra en el Sistema Solar. Es un planeta terrestre o rocoso, al igual que el nuestro, pero a pesar de su composición, parecida a la de la Tierra, Marte es muy diferente en varios aspectos.

Estudios acerca de la geología de Marte han revelado que su corteza, de 25 a 80 km de espesor, contiene silicio, calcio y altas concentraciones de hierro y oxígeno, que producen óxido de hierro y que son responsables de la apariencia rojiza del planeta. La superficie del planeta está cubierta de regolitos, un conglomerado de materiales no consolidados, como fragmentos de roca, granos minerales y polvo.

El planeta rojo no siempre fue tan polvoriento y desolado como lo conocemos hoy en día. Los mapas de superficie elaborados gracias a los datos de las sondas Mariner 9, Viking y Mars Global Surveyor revelan redes de valles y evidencias de arroyos que corrieron por las laderas de las montañas. Sin embargo, casi toda el agua en Marte hoy existe en forma de hielo de agua y hielo seco (dióxido de carbono congelado) ​en sus casquetes polares y en cráteres, donde el hielo parece estar enterrado debajo de una delgada capa de polvo superficial y rocas, como en Deuteronilus Mensae.

Al igual que la Tierra se encuentra en un periodo interglacial, Marte quedó sumergido en su propia edad de hielo. Científicos como el geólogo de la Universidad de Milán-Bicocca Giovanni Baccolo, mientras buscaban minerales que pusieran de manifiesto los efectos de las glaciaciones en la Antártida a lo largo de la historia de la Tierra, encontraron en un núcleo helado de 1.620 metros de profundidad, un mineral de tonalidades marrones muy poco común en la Tierra, pero muy abundante en Marte, la jarosita. 

La jarosita es un sulfato de hidróxido férrico-potásico [KFe3+3(SO4)2(OH)6], y en la Tierra se forma como resultado de la meteorización ácida-oxidativa a baja temperatura de los minerales que contienen hierro en entornos con agua limitada. (Madden, M. E., et al., 2004) El agua limitada no sólo es necesaria para la formación de la jarosita, sino que es fundamental para su conservación a largo plazo. La presencia de jarosita en Marte se ha interpretado como una indicación de que los fluidos meteorológicos han estado activos a escala local y durante un intervalo de tiempo geológicamente corto. (Baccolo G, et al., 2021)

Fue en 2004, cuando el Rover Opportunity mientras se desplazaba sobre capas de grano fino en Marte, encontró este mineral, lo que supuso una revolución, ya que la jarosita necesita agua para formarse, demostrando la presencia de este líquido, imprescindible para la vida, en el planeta rojo. Son muchas las interpretaciones que han querido explicar la presencia tan abundante de jarosita en los sedimentos superficiales de Marte, ya que el planeta carece de agua suficiente. Algunas teorías apuntan a la posibilidad de que la jarosita haya precipitado en los depósitos de “hielo antiguo” debido a la meteorización glacial del polvo. Esa misma explicación se ha dado a los hallazgos de jarosita en el hielo profundo de la Antártida, donde se han encontrado cristales de este mineral adheridos a partículas residuales ricas en sílice en el núcleo de hielo del Domo de Talos (Antártida oriental); estos hallazgos se han interpretado como productos de la meteorización del polvo eólico y aerosoles atmosféricos ácidos. 

El campamento Domo Talos es la infraestructura que sirve de base al Talos Dome Ice Core (TALDICE), que es un proyecto europeo de investigación de núcleos de hielo (Italia, Francia, Alemania, Suiza y Reino Unido) destinado a recuperar un núcleo de hielo a través de los dos interglaciales previos (aproximadamente 250 000 años), desde el domo Talos, que es un domo periférico de la Antártida Oriental.

Sin embargo, otros estudios atribuyen la existencia de jarosita en la Antártida basándose en los meteoritos encontrados en los campos de hielo azul de la Antártida. En estos meteoritos es común encontrar una corteza de meteorización rica en jarosita y sílice, lo que sugiere una alteración ácida.  La corteza de estos meteoritos se ha explicado asumiendo que la meteorización se produjo una vez que los meteoritos estuvieron expuestos en la superficie del hielo, debido a la interacción con especies atmosféricas ácidas y pequeñas cantidades de agua líquida. (Hallis, L. J., 2013) 

A partir de este descubrimiento, Baccolo y el resto de su equipo seguirá estudiando los núcleos helados de la Antártida para conocer el papel de los antiguos depósitos de hielo de Marte en la formación de minerales.

Como comentario de la autora de esta entrada, me gustaría explicar porque he escogido este tema para comenzar el blog. Me sorprendió escuchar durante estos días que no sólo la NASA enviaba a Marte la misión rover Mars 2020 para explorar más a fondo este planeta, sino que otros países enviaban también sus propias misiones con el fin de encontrar evidencias de que haya existido o exista vida en Marte. Por ello, empecé a indagar sobre Marte, y la atracción que este planeta ha despertado siempre en el ser humano. ¿Fue Marte, en el pasado, un planeta similar a la Tierra? Un buen punto de partida para responder a esta pregunta puede ser estudiar la geología de Marte y compararla con ciertos entornos parecidos en la Tierra.

Referencias:

• Baccolo, G., Delmonte, B., Niles, P. B., Cibin, G., Di Stefano, E., Hampai, D., Keller, L., Maggi, V., Marcelli, A., Michalski, J., Snead, C., & Frezzotti, M. (2021). Jarosite formation in deep Antarctic ice provides a window into acidic, water-limited weathering on Mars. Nature communications, 12(1): 436. 

https://doi.org/10.1038/s41467-020-20705-z

• Madden, M. E., Bodnar, R. J., & Rimstidt, J. D. (2004). Jarosite as an indicator of water-limited chemical weathering on Mars. Nature, 431(7010): 821–823. https://doi.org/10.1038/nature02971

• Hallis, L. J. (2013). Alteration assemblages in the Miller Range and Elephant Moraine regions of Antarctica: comparisons between terrestrial igneous rocks and Martian meteorites. Meteoritics & Planetary Science, 48: 165-179. https://doi.org/10.1111/maps.1204