Curiosity en el cráter Gale

Faltan unos días para que Curiosity realice su arriesgado descenso en la superficie de Marte. Hasta ahora lo que mas ha llamado la atención ha sido su novedoso sistema para posarse en la superficie, pero detrás de una misión de esta envergadura hay mucha ciencia e ingeniería.

Tras invertir cerca de 2500 millones de dólares en este prodigio de ingeniería, seleccionar el lugar en el que utilizar toda este potencial para lograr el mayor retorno científico es fundamental, mas cuando tienes todo un planeta para elegir.

Imaginad que sois un grupo de científicos marcianos a los que se les da la oportunidad de construir un robot de ultima generación para estudiar la geología de la Tierra, y tenéis que elegir donde va a realizar su trabajo. Quizás elegiríais ese grupo de islas volcánicas en medio del océano Pacifico que acorde con vuestro estudio desde la órbita parece estar en erupción casi continua. O quizás esa zona del este de África donde parece que un nuevo océano se esta formando rompiendo un trozo del continente. Quizás estarías mas interesados en esas zonas en el interior de los continentes donde las rocas parecen muy antiguas y donde los primeros vestigios de vida están escritos en las rocas. O ese increíble cañón en el oeste del continente americano que parece tener una secuencia de rocas que cubre millones de años de la historia del planeta.

Hay miles de lugares que son fundamentales para entender la historia geológica de un planeta pero desgraciadamente no tienes miles de robots. Cualquiera de esos lugares sería perfecto pero solo podéis elegir uno, ese es el dilema al que se enfrentan los encargados de la ciencia de la misión del Curiosity.

Tras años de debate y discusión de muchas diferentes zonas el lugar elegido fue el interior del cráter Gale tras una dura disputa con otro cráter, Eberswalde, famoso por presentar evidencias de haber sido un lago en el que un río desembocaba formando un delta como el del río Mississippi.

Figura. El delta del cráter Eberswalde. El otro candidato para el lugar de estudio de Curiosity (Mars Global Surveyor, NASA).

Gale es un cráter de unos 150 kilómetros de diámetro localizado en el límite entre las zonas craterizadas antiguas del sur del planeta y las llanuras del norte, en una zona conocida como Aeolis Mensae. En esta zona los cráteres están intensamente erosionados, formando mesas y otros relieves indicativos de un periodo donde se pueden observar intensos procesos de sedimentación y erosión. Ademas en Aeolis Mensae existen muchos relieves invertidos, zonas anteriormente rellenas por sedimento que se han compactado y han adquirido una mayor resistencia a la erosión. Estas zonas de mayor dureza resisten mejor la erosión que los materiales que tienen alrededor y quedan como relieves positivos tras sufrir esta erosión dando lugar a zonas de gran interés para su estudio in situ.

Aeolis Mensae y la localización del cráter Gale. Los colores naranjas y rojos indican terrenos mas altos y los verdes y azules zonas localizadas a menor altura.

La edad del cráter Gale ha sido establecida mediante el contaje de cráteres entre 3600 y 3800 millones de años, en el límite entre dos de los periodos de la historia geológica de Marte, el Noéico y el Hespérico. Es decir, los materiales que forman Gale se estaban formando al mismo tiempo que en la Tierra comenzaba la vida y la tectónica del planeta empezaba a ser como es hoy en día.

Comparación de las escalas de tiempo geológico en Marte y la Tierra.

El rasgo morfólogico mas característico de Gale es el relieve montañoso que podemos observar en su interior. Se trata de una montaña de unos 45 x 90 Km que tiene una altura media de 3.8 km pero que en su punto mas alto alcanza los 5.2 Km (Thomson et al., 2011). El material que forma este montículo es de origen sedimentario y presenta una serie estratificada de materiales que puede ofrecer mucha información sobre la historia pasada de Marte. De hecho se ha estimado que el volumen de material sedimentario expuesto en el cráter Gale es el doble del que se puede estudiar en el Gran Cañón del Colorado.

Vista del cráter Gale y su gran montaña de sedimentos. La elipse marca el lugar aproximado de aterrizaje.

La formación de esta montaña es objeto de debate pero se cree que su formación se produjo cuando en toda la zona había agua una serie de sedimentos relleno y cubrió todos los cráteres de la zona. La presencia de formaciones similares en otros cráteres de la zona apoyaría esta idea. Posteriormente la erosión descubrió la zona y dejo esta montaña de sedimentos que sobresale varios kilómetros por encima del nivel del cráter en su parte norte. La zona de aterrizaje de Curiosity se encuentra al pie de esta montaña por lo de cuando levante su mástil y ofrezca las primeras imágenes las vistas pueden ser impresionantes.

El registro sedimentario que se puede estudiar dentro del cráter Gale es muy interesante desde el punto de vista de la historia climática y geológica del planeta rojo y es la principal razón para su selección como sitio de estudio. En la secuencia de sedimentos que están dentro de Gale ha quedado atrapada en el tiempo una transición ambiental que cambio el curso de la historia de Marte. En la parte inferior de los sedimentos las capas están compuestas por minerales del grupo de las arcillas y conforme vamos subiendo en la columna de materiales se registra una transición a arcillas y capas ricas en sulfatos para terminar con capas formadas formadas predominantemente por sulfatos y óxidos (Milliken et al., 2010).

Este cambio en la mineralogía del planeta se puede explicar como resultado de grandes cambios mineralógicos y climáticos en el pasado de Marte (Bibring et al., 2006) que hicieron que el planeta tuviera un clima favorable para la formación de arcillas (abundancia de agua) que evolucionó a un periodo en el que predominaba la formación de sulfatos y otras sales (proceso de perdida del agua) a unas condiciones actuales en donde el agua no existe en la superficie.

Imagen de detalle de la secuencia sedimentaria del interior del cráter Gale (Imagen del sensor HiRISE/ Mars Reconnaissance Orbiter).

Los próximos meses (o años) veremos que datos ofrece Curiosity sobre este fascinante cráter y las paginas de la historia marciana que cobija su interior. De momento crucemos los dedos y esperemos que llegue a la superficie sin problemas.

—————————- Este artículo participa en los Premios Nikola Tesla de divulgación científica y nos lo envía Iván López, profesor de Geología en la Universidad Rey Juan Carlos e investigador en el campo de la Geología Planetaria. Recientemente he creado el blog Planets2explore, desde el que divulga y comenta aspectos relativos a la exploración del Sistema Solar con especial énfasis en el campo de la Geología al que se dedica.

Referencias:

ResearchBlogging.orgBibring et al (2006). Global mineralogical and aqueous Mars history derived from OMEGA/Mars Express data Science DOI: 10.1126/science.1122659

– Milliken et al. 2010. Paleoclimate of Mars as captured by the stratigraphic record in Gale Crater. Geophysical Reserach Letters, 37, L04201.

– Thomson et al. 2011. Constraints on the origin and evolution of the layered Mound in Gale Crater, Mars using Mars Recinnaissance Orbiter data. Icarus, 214, 413-432.

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