En agosto de 1865, una roca de 10 libras cayó del espacio a la Tierra y aterrizó con gran estruendo en la remota aldea de Sherghati, India. Después de ser recuperada por testigos del evento, la piedra pasó a manos de un magistrado británico local que se esforzó por identificar la fuente del extraño objeto. Después de más de un siglo de estudiar los fragmentos de meteoritos, los llamados shergottitos, los investigadores en la década de 1980 finalmente determinaron sus orígenes extraterrestres: nuestro planeta vecino, Marte.
Hasta que los humanos puedan traer muestras de Marte, las únicas piezas del Planeta Rojo encontradas en la Tierra son meteoritos marcianos como las shergottitas. El viaje de estos pequeños viajeros marcianos ha sido violento: para que las rocas de Marte lleguen a la Tierra, deben haber sido expulsadas de la superficie del Planeta Rojo con la fuerza suficiente para escapar de la gravedad marciana. Esta eyección probablemente se debió a un gran impacto en Marte. Las rocas resistieron las temperaturas y presiones masivas de este impacto y volaron a través del vacío del espacio, aterrizando finalmente en nuestro propio planeta.
Durante décadas, los científicos han trabajado en el modelado del tipo de impactos marcianos que envían fragmentos del planeta rojo a la Tierra. Ahora, los investigadores de Caltech y el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL), que Caltech administra para la NASA, han realizado experimentos para simular la llamada “presión de choque” que experimentan las rocas marcianas. Descubrieron que la presión requerida para lanzar una roca desde Marte al espacio es mucho menor de lo que se pensaba originalmente.
La investigación se llevó a cabo en el laboratorio de Paul Asimow, profesor de geología y geoquímica Eleanor y John R. McMillan. El estudio se describe en un artículo que aparece en la revista Science Advances el 3 de mayo y es una colaboración con el JPL.
Se han descubierto meteoritos de diversas fuentes en la Tierra durante milenios, pero sus orígenes no se conocieron hasta mucho más recientemente. Mientras los orbitadores Viking de la NASA realizaban mediciones de la composición atmosférica de Marte a fines de la década de 1970, Ed Stolper de Caltech (ahora profesor de geología Judge Shirley Hufstedler) fue uno de los primeros en sugerir que las shergottitas son de Marte, lo que se confirmó más tarde cuando los gases en la delgada atmósfera marciana emparejado con los gases encapsulados en los meteoritos.
Pero eso no es todo lo que la composición de un meteorito puede decirnos sobre su viaje. Un componente principal de las rocas marcianas es la plagioclasa mineral cristalina. Bajo altas presiones, como un impacto intenso, la plagioclasa se transforma en el material vítreo conocido como maskelinita. Encontrar maskelinita en una roca, por lo tanto, indica los tipos de presión con los que entró en contacto la muestra. En los últimos cinco años, se han descubierto meteoritos marcianos con una mezcla de plagioclasa y maskelinita, lo que indica un límite superior para las presiones a las que fueron sometidos.
En el nuevo estudio, dirigido por el científico del personal de Caltech, Jinping Hu, el equipo realizó experimentos para romper rocas que contenían plagioclasa de la Tierra y observar cómo el mineral se transforma bajo presión. El equipo desarrolló un método más preciso para simular impactos marcianos en experimentos de recuperación de impactos, utilizando una poderosa “pistola” para hacer estallar rocas con proyectiles que viajan a una velocidad cinco veces mayor que la del sonido. Los experimentos anteriores de presión de choque requerían ondas de choque reverberantes a través de una cámara de acero, lo que da una imagen inexacta de lo que sucede durante un evento de impacto en Marte.
“No estamos en Marte, por lo que no podemos ver el impacto de un meteorito en persona”, dice Yang Liu, científico planetario del JPL y coautor del estudio. “Pero podemos recrear un tipo similar de impacto en un entorno de laboratorio. Al hacerlo, descubrimos que se necesita mucha menos presión para lanzar un meteorito de Marte de lo que pensábamos”.
Experimentos anteriores habían demostrado que la plagioclasa se convierte en maskelinita a una presión de choque de 30 gigapascales (GPa), que es 300.000 veces la presión atmosférica que se experimenta al nivel del mar, o 1000 veces la presión con la que entra en contacto un sumergible mientras se sumerge bajo 3 kilómetros de profundidad del océano.
Este nuevo estudio muestra que la transición en realidad ocurre alrededor de 20 GPa, una diferencia significativa con los experimentos anteriores. En particular, el nuevo umbral de presión es consistente con la evidencia de otros minerales de alta presión en estos meteoritos que indican que sus presiones de choque deben haber sido inferiores a 30 GPa. Nueve de los 10 minerales de alta presión encontrados en meteoritos marcianos fueron descubiertos en Caltech en estudios dirigidos por el mineralogista Chi Ma, director de instalaciones analíticas de Caltech y coautor del estudio.
“Ha sido un desafío importante modelar un impacto que pueda lanzar rocas intactas desde Marte mientras las golpea a 30 GPa”, dice Asimow. “En este contexto, la diferencia entre 30 GPa y 20 GPa es significativa. Cuanto más exactamente podamos caracterizar las presiones de choque experimentadas por un meteorito, más probable será que podamos identificar el cráter de impacto en Marte del que se originó”.
Fuente: Phys.org.
