Marte ganó a la Tierra en la carrera por la habitabilidad

Un análisis del material meteorítico de Marte proporciona una línea de tiempo precisa de la historia temprana del planeta. Los resultados tienen importantes implicaciones para nuestra comprensión de los procesos involucrados en la formación de planetas rocosos

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La evolución de Marte: menos de 10 millones de años

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La evolución de Marte: menos de 10 millones de años

Los números representan el tiempo aproximado, en millones de años, desde la formación de los primeros sólidos en el disco de gas alrededor del joven Sol. Después de que Marte hubiera crecido aproximadamente hasta su tamaño actual, existió en una fase de océano de magma, completa o casi completamente fundido.

Foto: Nature

La evolución de Marte: menos de 20 millones de años

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La evolución de Marte: menos de 20 millones de años

El océano de magma se solidificó.

Foto: Nature

La evolución de Marte: 20 millones de años

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La evolución de Marte: 20 millones de años

El planeta se fundido parcialmente en su interior produjo magmas que se elevaron -flechas blancas- hacia la superficie del planeta.

Foto: Nature

La evolución de Marte: 90 millones de años

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La evolución de Marte: 90 millones de años

Estos magmas se solidificaron para formar una corteza que contiene circonio.

Foto: Nature

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Marte ganó a la Tierra en la carrera por la habitabilidad

Durante su formación, muchos planetas rocosos atraviesan una fase conocida como océano de magma, durante la cual están parcial o completamente fundidos. A este respecto y hasta este momento, la mayoría de investigaciones postulaban que la solidificación del océano de magma de Marte durante su formación se pudo prolongar hasta, tal vez, unos100 millones de años. No obstante, un artículo publicado recientemente en la revista Nature, defiende que el proceso se completó en menos de tan solo 10 millones de años, sugiriendo que ya Marte podría haber sido habitable unos 100 millones de años antes que nuestro planeta.

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En el concurso entre modelos científicos por explicar o comprender toda clase de procesos y mecanismos, la evidencia empírica es la que funciona como árbitro. Y aplicado al caso, recientemente se han identificado en la Tierra más de 100 meteoritos que se originaron en Marte y los cuales han proporcionando diversas muestras de la corteza marciana. Ahora, los avances en la sensibilidad de los instrumentos que miden las concentraciones de algunos isótopos hallados en las muestras geológicas del planeta rojo, han permitido determinar las edades de estos materiales con una alta precisión.

Así, el equipo liderado por Laura C. Bouvier del Centro para el Estudio de las Estrellas y la Formación Planetaria de Copenhague se basó en el estudio del circón contenido en varios de estos meteoritos marcianos. Cuando un circón cristaliza a partir de su magma madre, su estructura cristalina permite que los átomos de uranio contenido en el magma queden atrapados en el cristal en crecimiento, rechazando los átomos de plomo también presentes en el magma. En consecuencia, cuando los investigadores estudian estos minerales miles de millones de años después, pueden estar seguros de que cualquier plomo contenido en los cristales se produjo por la descomposición del uranio. De este modo, la geocronología de uranio y plomo contenido en los circones proporciona, la datación más precisa posible en la actualidad.

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Los autores analizaron 7 circones datándolos con edades comprendidas entre 4.476 a 4.430 millones de años. A modo de comparación, los primeros sólidos formados en el disco de gas alrededor de nuestro Sol durante las primeras etapas de formación del Sistema Solar, y conocidos con el nombre inclusiones ricas en calcio y aluminio -CAI- se formaron tan solo 4.567 millones de años atrás. Estos datos parecen confirmar que en el increíblemente corto intervalo de tan solo 90 millones de años, hablando en términos astronómicos, Marte pasó de ser una amalgama del polvo y gas a convertirse en un planeta que se solidificó a partir de su estado inicial, pasando de ser un océano de magma a formar una corteza en la que se formaron los circones estudiados.

Si el Sistema solar tuviera un día, Marte se habría formado completamente en los primeros 6 minutos

Por tanto, los hallazgos de Bouvier y sus colegas proporcionan una línea de tiempo revisada para las primeras etapas de la historia de Marte. El planeta creció aproximadamente hasta alcanzar su tamaño actual en menos de 10 millones de años -y probablemente menos de 5 millones de años- desde la formación de las CAI. Luego, tan solo necesitó menos de 10 millones de años para solidificarse. Para poner estas escalas de tiempo en perspectiva, si el Sistema solar tuviera un día, Marte se habría formado completamente en los primeros 6 minutos. Aproximadamente 20 millones de años después de la formación de CAI, el planeta se derritió parcialmente para producir magmas que se elevaron a la superficie del planeta; 70 millones de años más tarde, estos magmas se habían solidificado para formar una corteza que contenía circonio.

¿Como cocinar un planeta? Nuevas pistas sobre la formación planetaria

La rápida solidificación del océano de magma de Marte tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión de la formación tanto del planeta Marte, como de los planetas rocosos en general. Esta rapidez sugiere que Marte perdió muy fácilmente su calor inicial, lo que implica que la atmósfera del planeta era relativamente delgada. Dos procesos podrían haber producido tal atmósfera: la escasa liberación de gases volátiles del océano de magma; o que esta hubiera sido arrancada en parte por la activa y joven atmósfera solar. Ahora, los investigadores pueden acotar el tiempo en que estos procesos ocurrieron y pueden aplicar los resultados al proceso de formación de una joven Tierra.

El crecimiento temprano y por extensión, la temprana fase de océano magmático de Marte y otros embriones planetarios, indica que, al menos, parte de la formación del planeta se produjo mientras el disco de gas alrededor de un joven Sol estaba aún presente. Y es que en promedio, tales discos existen durante unos pocos millones de años. Por lo tanto, hay una fuerte razón para pensar que el gas en el disco habría pasado a formar parte de la composición de los océanos de magma de estos embriones.

Marte fue hospitalario para la formación de vida, durante 100 millones de años antes de que estas condiciones de habitabilidad se dieran en la Tierra

Este proceso podría ayudar a responder algunas preguntas, por ejemplo, la presencia de gases nobles en la atmósfera de la Tierra. Aún a día de hoy, nuestro planeta libera gases nobles que debieron haber quedado atrapados en el manto durante la formación del planeta. El origen de estos gases no estaba claro porque el material rocoso que conforma la Tierra contenía solo una pequeña cantidad de gases nobles. No obstante la difusión de gases nobles desde el disco de gas directamente al océano de magma durante los estadios de formación podría resolver el misterio.

Finalmente, la línea de tiempo de Bouvier y colaboradores permite comparar directamente las historias tempranas de la Tierra y Marte. Aproximadamente 100 millones de años después de la formación de los CAI, la Tierra pasó por una fase de océano de magma, que se cree, fue iniciada por la colisión del planeta con un cuerpo del tamaño de Marte, una colisión que según otras hipótesis, fue la que dio lugar a la formación de la Luna.

Marte tuvo una ventaja evolutiva en la carrera de la evolución planetaria

En consecuencia, de los resultados puede desprenderse, según sugieren sus autores, que Marte tuvo condiciones clementes, y posiblemente incluso fue hospitalario para la formación de vida, durante 100 millones de años antes de que estas condiciones de habitabilidad se dieran en la Tierra. Marte tuvo una ventaja evolutiva en la carrera de la evolución planetaria, sin embargo por otras razones que los científicos aún tratan de averiguar, no la pudo aprovechar.

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