Algunas Aportaciones al Estudio de la Mineralogía de la Superficie de Marte (Vidal Barrón y José Torrent)

 

Durante el mes que siguió al aterrizaje de la Mars Pathfinder en Julio de 1997 la página web del Jet Propulsión Laboratory de la NASA (http://mars.jpl.nasa.gov/) recibió más de 566 millones de visitas. Aunque en aquella época todavía muy pocos se manejaban con Internet, fue el evento más concurrido de la historia hasta ese momento. Hoy, por ejemplo, si utilizamos el motor de búsqueda Google e introduciendo la palabra “Mars” podemos encontrar casi 200 millones de páginas que contienen esa palabra (¿habrá algún internauta que no se haya topado alguna vez con alguna página de sobre Marte?). ¿Qué es lo que nos atrae del planeta vecino? (…).

 

 

 

Jose Torrent

Vidal Barrón

 

¿Qué es lo que nos atrae del planeta vecino?. ¿Por qué investigar sobre algo tan lejano?. Bastaría responder como George Mallory, el famoso alpinista, cuando le preguntaron: ¿Por qué escalar el Everest? Lacónico contestó: “Porque está ahí”. Pero quizá pueda ser más convincente la respuesta del famoso astrónomo Carl Sagan. Decía lo siguiente acerca de la exploración de Marte: “... esta línea de investigación llevó de las tormentas de polvo en Marte, a los aerosoles volcánicos en la Tierra, a la extinción de los dinosaurios por el polvo levantado por un impacto y al invierno nuclear. Nunca sabes dónde te va a conducir la ciencia “.  Carl Sagan, además de ser uno de los mas brillantes divulgadores de Ciencia (muchos recordarán la serie COSMOS), fue también un infatigable investigador que publicó decenas de artículos científicos, especialmente de Marte, y además fue editor de la revista ICARUS, una de las más prestigiosa en ciencias planetarias. Precisamente, fue en esta revista donde publicamos nuestra primera contribución a la mineralogía de Marte [Key Role of Phosphorus in the Formation of the Iron Oxides in Mars Soils? Icarus 145, 645-647 (2000)]. En realidad este artículo y otro que publicamos en Geochimica et Cosmochimica Acta [Evidence for a simple pathway to maghemite in Earth and Mars soils, GCA 66, 2801-2806 (2002)] fueron el resultado de lo que podríamos llamar como “investigaciones colaterales”. En esa época estábamos desarrollando un nuevo producto para la corrección y o prevención de la clorosis férrica en plantaciones sobre suelos calcáreos. Dicho producto de características análogas al mineral conocido como  Vivianita, un fosfato de Fe(II), de fácil síntesis en laboratorio y en campo, ha mostrado en ensayos de varios años de duración tener un efecto persistente en la prevención de la clorosis férrica (para más información pueden consultar nuestra página web

 

Las investigaciones que hicimos para explicar la persistencia de este fertilizante (la presencia de fosfato hace que la Vivianita evolucione en el suelo a oxihidróxidos de Fe de baja cristalinidad como ferrihidrita y lepidocrocita, con alta capacidad de aportar Fe a la planta de una forma sostenida) y otros trabajos sobre el efecto del fosfato en la neoformación de oxihidróxidos de Fe en los suelos terrestres fueron la inspiración que nos condujo hacia estos estudios sobre mineralogía marciana. Esto es, comenzamos investigando en los suelos del valle del Guadalquivir y acabamos en el valle de Ares en Marte. Como decía C. Sagan “…nunca sabes donde te va a conducir la ciencia.

 

Desde hace miles de años los astrónomos antiguos quedaron fascinados por el color rojizo de nuestro planeta vecino. Hoy podemos asegurar en base a datos espectrales (en infrarrojo y visible) tomados por los distintos satélites que han orbitado Marte y las distintas sondas que han amartizado en su superficie (Viking , 1976; Pathfinder, 1997 y Mars Exploration Rovers MER, 2004) que el color rojizo es debido a la presencia de hematites, a-Fe2O3. Pero además, estas sondas disponían de distintos instrumentos de análisis como una cámara estereoscópica multifiltro, imanes para descubrir posibles minerales magnéticos o un analizador elemental de rayos X, con los que detectaron la presencia de otros minerales de Fe procedentes de la alteración de las rocas marcianas como, por ejemplo, la maghemita (g-Fe2O3.), de composición química análoga a la hematites pero que presenta propiedades magnéticas pues cristaliza en otro sistema (las cintas de música y de video están recubiertas de este material)?

 

¿Por qué en la superficie de Marte la presencia de maghemita parece más común que en la Tierra?. A partir de los análisis elementales de los rovers de las dos últimas misiones y de datos procedentes de meteoritos de origen marciano, se conoce que el contenido de P es unas 10 veces mayor que el que está presente en la superficie de nuestro planeta. De acuerdo con nuestras investigaciones la presencia de fosfato es un elemento clave que puede llevar a la transformación de las sales de Fe, liberadas de la roca, a la formación de maghemita como compuesto intermedio en la transformación hacia hematites. La oxidación de sales de Fe(II) en presencia de fosfato conduce a la formación de nano-lepidocrocita (g-FeOOH; de color naranja) que eventualmente y por transformación térmica, se convierte en maghemita y posteriormente en hematites. La energía térmica la habrían aportado los miles de impactos meteóricos que hay en la superficie de Marte. O bien si se parte de sales de Fe(III) se puede formar ferrihidrita (un oxihidróxido de Fe amorfo) de tal manera que la adsorción de fosfato en su superficie puede condicionar la transformación hacia hematites pero a través de la formación intermedia también de maghemita. Este mecanismo lo hemos verificado tanto en experimentos de laboratorio como en muestras de suelos procedentes de varios países [ver en nuestra página web “Magnetic enhancement is linked to and precedes hematite formation in aerobic soils “ en Geophysical Research Letters 33(2006)].

 

La jarosita, KFe3(SO4)2OH, fue detectado más recientemente, en 2004, gracias al espectrómetro Mossbauer que llevaba montado el rover Opportunity, de la misión Mars Exploration Rovers. La presencia de esta sal nos remite obligadamente a un ambiente acuoso. El objetivo de la NASA “seguir el rastro del agua” se había cumplido. Si no aparece agua líquida, al menos es un gran descubrimiento encontrar indicios de minerales cuya presencia exija un ambiente acuoso en su formación y esto supone unas mayores posibilidades de localizar vestigios de vida, aunque sea fósil.

 

 

 

Jarosita Fuente el Mundo y Carlos y Carmen

 

  

 Nuestras investigaciones llevadas a cabo con jarositas sintetizadas en el laboratorio y colocadas en un ambiente salino (en salmuera) y a distintas temperaturas y pHs mostraron la alta inestabilidad de este mineral [Transformation of jarosite to hematite in simulated Martian brines, Earth and Planetary Science  Letters 251, 380-385 (2006)]. Los experimentos mostraban cómo la goethita (a-FeOOH) el oxihidróxido de Fe muy común en la Tierra y responsable del color amarillo no se forma dado la alta concentración de sales o fosfato que pudieron estar presentes en el agua salada de Marte. Por otro lado, los resultados que obtuvimos eran consistentes bien con un periodo acuoso efímero pero también indicaban que la jarosita puede persistir si el ambiente era altamente salino (comparable a una salmuera). Estas condiciones restringen la posibilidad de evolución de vida (excepto posibles organismos extremófilos) en, al menos, la zona donde se posaron los rovers.

 

 

 

 

Equipo de José Torrent (sentado con móvil)

Vidal Barrón (arriba a la deracha. suéter negro)

 

Finalmente, la mineralogía también jugó también un papel clave en el polémico meterorito ALH84001 donde algunos científicos de la NASA (se sumaron, también, investigadores de nuestro país) encontraron, en 1996, lo que pensaban podía ser un fósil de microorganismos marcianos. La aparición en el meteorito de una especie de rosario de cristalitos de magnetita (Fe3O4) inducía a pensar que se trataba de una reliquia de bacterias magnetotácticas, las cuales, aquí en la tierra, efectivamente desarrollan en su organismo este tipo de minerales magnéticos. La alternativa a la formación de magnetitas es la vía inorgánica, la cual es mucho más sencilla. El desarrollo y cultivo de bacterias magnetotácticas, como pudimos comprobar en un estudio que llevamos a cabo en nuestro laboratorio, es muy difícil mientras que para sintetizar magnetitas por vía inorgánica basta mezclar sales de Fe(II) y Fe(III) y elevar el pH [ver por ejemplo nuestro artículo “Can the presence of structural phosphorus help to discriminate between abiogenic and biogenic magnetites” Journal of Biological Inorganic Chemistry 8,810-814 (2003)]. Lo cierto es que se han publicado tantos artículos avalando la hipótesis sobre el origen biológico de las magnetitas como los que la han refutado basándose en experimentos que muestran que el origen inorgánico es más sencillo y factible (recordemos el principio de Ockham: “en igualdad de condiciones la solución más sencilla es probablemente la correcta”). Sin embargo estos últimos resultados no han provocado ningún titular en la prensa. Los resultados negativos “no venden”. Pero como diría Carl Sagan “afirmaciones extraordinarias precisan evidencias extraordinarias y es más que dudoso que la presencia de unos cristalitos de magnetita entren en el género de evidencia extraordinaria para poder afirmar, de momento, que en Marte algún día hubo vida.

 

Vidal Barrón

José Torrent

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Comentarios

hola, alguien me podria decir cuales son los elementos de la superficie marciana? estoy haciendo un trabajo y necesito esos datos…

gracias adelantadas

hola… disculpa, yo estoy haciendo una investigacion de los antecedentes historicos de la mineralogia si tiene informacion que me pueda brindar y m lo pueda enviar a mi correo se lo agradecere.. PORFAVOR

Estaís utilizando una imagen de la Jarosita sin autorización, tiene derechos de autor, habeís omitido el origen de la misma, careceis de autorización para ello.

Carlos y Carmen,

Si sois vosotros poneros en contacto conmigo enviado un comentario a la pestaña de arriba en donde pone contacto. No he omitido el origen de la misma, ya que está el enlace a vuesra página. He cambiado el enlace y puesto Carlos y Carmen, pero el enlace estaba.

No tengo más problema en cambiar la imagen. Eso si no viene nada de derecho de autor en vuestra página, y por eso la puse (aumenta el tráfico para que entren en vuestra web. Pero hay algo más raro. Y es que tengo razones para no saber si sois realmente vosotros o un bromista. Por eso pido que me inviéis ese mensaje a "Contacto" con vuestro mail. Yo inmediatamente os respondo y os expilico y si hace falta se sustituye sin problemas. Hay otras muchas.

Saludos Cordiales

Juanjo Ibáñez

[...] este personaje escribiera junto a su inseparable alumno y colega, el Catedrático Vidal Barrón, un post para la bitácora Universo Invisible Bajo Nuestros Pies. Todo nuestro mundillo sabe sobradamente, que no existen Premios Nóbel de Edafología, como de la [...]

[...] bitácora. Nos referimos a Pepe Torrent, Medalla Duchaufour de la Unión de Geociencias Europea y Vidal Barrón. Sin embargo, aparecen algunos otros miembros de su equipo como del Campillo a la que tengo el [...]

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