Meteorito marciano

Un meteorito marciano es una roca que se formó en Marte, fue expulsada del planeta por un evento de impacto y atravesó el espacio interplanetario antes de aterrizar en la Tierra como meteorito. Hasta septiembre de 2020, 277 meteoritos se habían clasificado como marcianos, menos de la mitad por ciento de los 72 000 meteoritos que se han clasificado. El meteorito marciano completo y sin cortar más grande, Taoudenni 002, se recuperó en Malí a principios de 2021. Pesa 14,5 kilogramos (32 libras) y está en exhibición en Maine Mineral & Museo de las Gemas.

Hay tres grupos de meteoritos marcianos: shergottitas, nakhlitas y chassignitas, conocidos colectivamente como meteoritos SNC. Varios otros meteoritos marcianos están desagrupados.

Estos meteoritos se interpretan como marcianos porque tienen composiciones elementales e isotópicas que son similares a las rocas y los gases atmosféricos de Marte, que han sido medidos por naves espaciales en órbita, módulos de aterrizaje de superficie y rovers. El término no incluye meteoritos encontrados en Marte, como Heat Shield Rock.

Historia

A principios de la década de 1980, era obvio que el grupo de meteoritos SNC (Shergottitas, Nakhlitas, Chassignitas) era significativamente diferente de la mayoría de los otros tipos de meteoritos. Entre estas diferencias se encontraban edades de formación más jóvenes, una composición isotópica de oxígeno diferente, la presencia de productos acuosos de meteorización y cierta similitud en la composición química con los análisis de las rocas de la superficie marciana en 1976 por los módulos de aterrizaje Viking. Varios científicos sugirieron que estas características implicaban el origen de los meteoritos SNC de un cuerpo principal relativamente grande, posiblemente Marte.

Luego, en 1983, se informaron varios gases atrapados en el vidrio formado por impacto de la shergottita EET79001, gases que se parecían mucho a los de la atmósfera marciana, según lo analizado por Viking. Estos gases atrapados proporcionaron evidencia directa de un origen marciano. En 2000, un artículo de Treiman, Gleason y Bogard hizo una encuesta de todos los argumentos utilizados para concluir que los meteoritos SNC (de los cuales 14 se habían encontrado en ese momento) eran de Marte. Escribieron: "Parece poca probabilidad de que los SNC no sean de Marte". Si fueran de otro cuerpo planetario, tendría que ser sustancialmente idéntico a Marte como se entiende ahora."

Subdivisión

Los meteoritos marcianos se dividen en tres grupos (orange) y dos grupos (amarillo). Shergottite, NAK = Nakhlite, CHA = Chassignite, OPX = Orthopyroxenite (ALH 84001), BBR = Basaltic Breccia (NWA 7034).

Al 25 de abril de 2018, 192 de los 207 meteoritos marcianos se dividen en tres grupos raros de meteoritos acondríticos (pedregosos): shergottitas (169), nakhlitas (20), chassignitas (3) y otras (15) (que contienen la ortopiroxenita (OPX) Allan Hills 84001, así como 10 meteoritos de brechas basálticas). En consecuencia, los meteoritos marcianos en su conjunto a veces se denominan el grupo SNC. Tienen proporciones de isótopos que se dice que son consistentes entre sí e inconsistentes con la Tierra. Los nombres derivan del lugar donde se descubrió el primer meteorito de su tipo.

Sergottitas

Aproximadamente las tres cuartas partes de todos los meteoritos marcianos se pueden clasificar como shergottitas. Reciben su nombre del meteorito Shergotty, que cayó en Sherghati, India, en 1865. Las shergottitas son rocas ígneas de litología máfica a ultramáfica. Se dividen en tres grupos principales, las shergottitas basálticas, olivino-fíricas (como el grupo Tissint encontrado en Marruecos en 2011) y Lherzolíticas, en función de su tamaño de cristal y contenido mineral. Se pueden clasificar alternativamente en tres o cuatro grupos en función de su contenido de elementos de tierras raras. Estos dos sistemas de clasificación no se alinean entre sí, lo que sugiere relaciones complejas entre las diversas rocas fuente y los magmas a partir de los cuales se formaron las shergottitas.

NWA 6963, un shergottite encontrado en Marruecos, septiembre de 2011.

Parece que las shergottitas se cristalizaron hace tan solo 180 millones de años, una edad sorprendentemente joven si se tiene en cuenta lo antigua que parece ser la mayor parte de la superficie de Marte y el pequeño tamaño del propio Marte. Debido a esto, algunos han defendido la idea de que las shergottitas son mucho más antiguas que esta. Esta "paradoja de la edad shergottita" permanece sin resolver y sigue siendo un área de investigación y debate activo.

Se ha sugerido que el cráter Mojave de 3 millones de años de antigüedad y 58,5 km de diámetro era una fuente potencial de estos meteoritos. Sin embargo, un artículo publicado en 2021 cuestiona esto, proponiendo en su lugar el cráter Tooting de 28 km, o posiblemente el cráter 09-000015 como la fuente del cráter de las shergottitas olivino-fíricas empobrecidas expulsadas hace 1,1 Ma.

Nakhlitas

Los dos lados del meteorito de Nakhla y sus superficies internas después de romperlo

Los nakhlitas reciben su nombre del primero de ellos, el meteorito Nakhla, que cayó en El-Nakhla, Alejandría, Egipto en 1911 y tenía un peso estimado de 10 kg.

Las nakhlitas son rocas ígneas ricas en augita y se formaron a partir de magma basáltico de al menos cuatro erupciones, que abarcan alrededor de 90 millones de años, desde 1416 ± 7 hasta 1322 ± 10 millones de años. Contienen cristales de augita y olivino. Sus edades de cristalización, en comparación con una cronología de recuento de cráteres de diferentes regiones de Marte, sugieren que las nakhlitas se formaron en la gran construcción volcánica de Tharsis, Elysium o Syrtis Major Planum.

Se ha demostrado que las nakhlitas se inundaron con agua líquida hace unos 620 millones de años y que fueron expulsadas de Marte hace unos 10,75 millones de años por el impacto de un asteroide. Cayeron a la Tierra en los últimos 10.000 años.

Chassignitas

La primera chassignita, el meteorito Chassigny, cayó en Chassigny, Haute-Marne, Francia, en 1815. Solo se recuperó otra chassignita, llamada Northwest Africa (NWA) 2737. NWA 2737 se encontró en Marruecos o el Sáhara Occidental en agosto de 2000 por los cazadores de meteoritos Bruno Fectay y Carine Bidaut, quienes le dieron el nombre temporal "Diderot." Beck et al. demostró que su "mineralogía, química de elementos principales y traza, así como isótopos de oxígeno revelaron un origen marciano inequívoco y fuertes afinidades con Chassigny."

Meteoritos desagrupados

Allan Hills 84001 (ALH 84001)

Entre estos, el famoso espécimen Allan Hills 84001 tiene un tipo de roca diferente de otros meteoritos marcianos: es una ortopiroxenita (una roca ígnea predominantemente compuesta de ortopiroxeno). Por ello se clasifica dentro de su propio grupo, los 'meteoritos marcianos OPX'. Este meteorito recibió mucha atención después de que un microscopio electrónico revelara estructuras que se consideraban restos fosilizados de formas de vida parecidas a bacterias. A partir de 2005, el consenso científico fue que los microfósiles no eran indicativos de vida marciana, sino de contaminación por biopelículas terrestres. ALH 84001 es tan antiguo como los grupos de shergottita basáltica e intermedia, es decir, 4100 millones de años.

En marzo de 2004 se sugirió que el singular meteorito Kaidun, que aterrizó en Yemen el 3 de diciembre de 1980, podría haberse originado en la luna marciana de Fobos. Debido a que Phobos tiene similitudes con los asteroides de tipo C y debido a que el meteorito Kaidun es una condrita carbonácea, Kaidun no es un meteorito marciano en sentido estricto. Sin embargo, puede contener pequeños fragmentos de material de la superficie marciana.

El meteorito marciano NWA 7034 (apodado "Black Beauty"), encontrado en el desierto del Sahara durante 2011, tiene diez veces el contenido de agua de otros meteoritos de Marte encontrados en la Tierra. El meteorito contiene componentes tan antiguos como 4,42 ± 0,07 Ga (mil millones de años) y se calentó durante el período geológico amazónico en Marte.

Un meteorito que cayó en 1986 en Dayanpo, China, contenía un mineral de silicato de magnesio llamado "Elgoresyte", un mineral que no se encuentra en la Tierra.

Origen

La mayoría de los meteoritos SNC son bastante jóvenes en comparación con la mayoría de los otros meteoritos y parecen implicar que la actividad volcánica estuvo presente en Marte hace solo unos cientos de millones de años. Las jóvenes edades de formación de los meteoritos marcianos fueron una de las primeras características reconocidas que sugirieron su origen en un cuerpo planetario como Marte. Entre los meteoritos marcianos, solo ALH 84001 y NWA 7034 tienen edades radiométricas superiores a unos 1400 Ma (Ma = millones de años). Todas las nakhlitas, así como Chassigny y NWA 2737, dan edades de formación similares, si no idénticas, alrededor de 1300 Ma, según lo determinado por varias técnicas de datación radiométrica. Las edades de formación determinadas para muchas shergottitas son variables y mucho más jóvenes, en su mayoría ~150–575 Ma. La historia cronológica de las shergottitas no se comprende totalmente, y algunos científicos han sugerido que algunas pueden haberse formado antes de los tiempos dados por sus edades radiométricas, una sugerencia que no es aceptada por la mayoría de los científicos. Las edades de formación de los meteoritos SNC a menudo están vinculadas a sus edades de exposición a los rayos cósmicos (CRE), medidas a partir de los productos nucleares de las interacciones del meteorito en el espacio con partículas energéticas de rayos cósmicos. Por lo tanto, todas las nakhlitas medidas dan edades CRE esencialmente idénticas de aproximadamente 11 Ma, que cuando se combinan con sus posibles edades de formación idénticas indican la eyección de nakhlites al espacio desde una sola ubicación en Marte por un solo evento de impacto. Algunas de las shergottitas también parecen formar grupos distintos según sus edades CRE y edades de formación, lo que nuevamente indica la expulsión de varias shergottitas diferentes de Marte por un solo impacto. Sin embargo, las edades CRE de las shergottitas varían considerablemente (~0.5–19 Ma), y se requieren varios eventos de impacto para expulsar todas las shergottitas conocidas. Se había afirmado que no hay grandes cráteres jóvenes en Marte que sean candidatos como fuentes de meteoritos marcianos, pero estudios posteriores afirmaron tener una fuente probable de ALH 84001 y una posible fuente de otras shergottitas.

En un artículo de 2014, varios investigadores afirmaron que todos los meteoritos shergottitas provienen del cráter Mojave en Marte.

Estimaciones de edad basadas en la exposición a los rayos cósmicos

Un meteorito marciano se convirtió en un pequeño colgante y se suspendió de un collar de plata.

La cantidad de tiempo invertido en el tránsito de Marte a la Tierra se puede estimar midiendo el efecto de la radiación cósmica en los meteoritos, particularmente en las proporciones de isótopos de los gases nobles. Los meteoritos se agrupan en familias que parecen corresponder a distintos eventos de impacto en Marte.

Se cree, por lo tanto, que todos los meteoritos se originan en relativamente pocos impactos cada pocos millones de años en Marte. Los impactadores tendrían kilómetros de diámetro y los cráteres que forman en Marte decenas de kilómetros de diámetro. Los modelos de impactos en Marte son consistentes con estos hallazgos.

Las edades desde que se determinó el impacto hasta ahora incluyen

Posible evidencia de vida

Se ha encontrado que varios meteoritos marcianos contienen lo que algunos creen que es evidencia de formas de vida marcianas fosilizadas. El más importante de ellos es un meteorito encontrado en Allan Hills de la Antártida (ALH 84001). La eyección de Marte parece haber tenido lugar hace unos 16 millones de años. La llegada a la Tierra fue hace unos 13 000 años. Las grietas en la roca parecen haberse llenado con materiales carbonatados (lo que implica que había agua subterránea) hace entre 4 y 3600 millones de años. Se han identificado evidencias de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) con niveles que aumentan alejándose de la superficie. Otros meteoritos antárticos no contienen PAH. La contaminación terrestre presumiblemente debería ser más alta en la superficie. Varios minerales en el relleno de grietas se depositan en fases, específicamente, el hierro depositado como magnetita, que se afirma que es típico de la biodeposición en la Tierra. También hay pequeñas estructuras ovoides y tubulares que podrían ser fósiles de nanobacterias en material de carbonato en rellenos de grietas (investigadores McKay, Gibson, Thomas-Keprta, Zare). El micropaleontólogo Schopf, que describió varios ensamblajes bacterianos terrestres importantes, examinó ALH 84001 y opinó que las estructuras son demasiado pequeñas para ser bacterias terrestres y no le parecen especialmente formas de vida. El tamaño de los objetos es consistente con las 'nanobacterias' terrestres, pero la existencia de las nanobacterias en sí es controvertida.

Muchos estudios cuestionaron la validez de los fósiles. Por ejemplo, se encontró que la mayor parte de la materia orgánica del meteorito era de origen terrestre. Pero, un estudio reciente sugiere que la magnetita en el meteorito podría haber sido producida por microbios marcianos. El estudio, publicado en la revista de la Geochemical and Meteoritic Society, utilizó microscopía electrónica de alta resolución más avanzada de lo que era posible en 1996. Una seria dificultad con las afirmaciones sobre un origen biogénico de las magnetitas es que la mayoría de ellas exhiben relaciones cristalográficas topotácticas. con los carbonatos anfitriones (es decir, hay relaciones de orientación 3D entre las redes de magnetita y carbonato), lo que es fuertemente indicativo de que las magnetitas han crecido in situ por un mecanismo físico-químico.

Si bien el agua no es indicación de vida, muchos de los meteoritos encontrados en la Tierra han mostrado agua, incluido NWA 7034 que se formó durante el período amazónico de la historia geológica marciana. Otros signos de agua líquida superficial en Marte (como las líneas de pendiente recurrentes) son un tema de debate entre los científicos planetarios, pero en general son consistentes con la evidencia anterior proporcionada por los meteoritos marcianos. Es probable que cualquier agua líquida presente sea demasiado mínima para sustentar la vida.