Marte tenía un campo magnético de larga duración, ampliando las posibilidades de vida | Ciencias

CHICAGO—Érase una vez, según creen los científicos, Marte estaba lejos del desierto frío e inhóspito de hoy. Los ríos excavaron cañones, los lagos llenaron cráteres y un campo magnético pudo haber evitado la radiación espacial, impidiendo que devorara la humedad atmosférica. A medida que el interior marciano se enfrió, sostienen las principales teorías, su campo magnético se extinguió, dejando la atmósfera indefensa y poniendo fin a este período cálido y húmedo, cuando el planeta podría haber albergado vida. Pero los investigadores no pueden ponerse de acuerdo sobre cuándo sucedió eso.

Ahora, los fragmentos de un famoso meteorito marciano, estudiados con un nuevo tipo de microscopio cuántico, han arrojado evidencia de que el campo del planeta persistió hasta hace 3.900 millones de años, cientos de millones de años más de lo que muchos pensaban. Las pistas en el meteorito, una roca de Marte que terminó en la Tierra después de que un impacto la arrancó de su planeta de origen, podría extender la ventana de habitabilidad de Marte y reconciliar las líneas de tiempo en conflicto de la historia temprana del planeta. Discutido la semana pasada en una reunión de la Unión Geofísica Estadounidense (AGU), los hallazgos también respaldan la idea de que, como en la Tierra, el campo de Marte a veces se voltea, un comportamiento que podría arrojar luz sobre la dínamo fundida en el núcleo externo que una vez lo alimentó. .

“Pueden pintar una imagen bastante buena de lo que podría haber sucedido”, dice Jennifer Buz, paleomagnetista de la Universidad del Norte de Arizona que no participó en el estudio. “El trabajo que hicieron simplemente no era posible con la tecnología anterior”.

Cuando ciertos tipos de minerales que contienen hierro se cristalizan a partir de roca fundida, sus campos internos se alinean con el campo del planeta como pequeñas brújulas, conservando un sello de su orientación. Los eventos de impacto posteriores pueden calentar partes de una roca, vidriándola con campos de épocas posteriores y creando un palimpsesto magnético.

Los orbitadores alrededor de Marte han mapeado estas firmas magnéticas remanentes en rocas en la superficie de Marte. Pero algunas de las cicatrices más grandes y antiguas del planeta, las cuencas de impacto de asteroides Hellas, Argyre e Isidis, no parecen contener rocas magnetizadas en absoluto. La mayoría de los investigadores creen que se debe a que la dínamo magnética se había calmado cuando se formaron estos cráteres, hace unos 4100 millones de años. Sin embargo, curiosamente, los orbitadores han detectado firmas magnéticas en lavas unos cientos de millones de años más jóvenes, de otras partes de Marte, lo que sugiere que el campo de alguna manera sobrevivió más de lo que permitían las cuencas.

“Es difícil decir que realmente entiendes lo que sucedió en el pasado en otro planeta si tienes estas dos líneas de tiempo fundamentalmente opuestas”, dice Sarah Steele, estudiante de posgrado en ciencias planetarias y de la Tierra en la Universidad de Harvard.

Steele se preguntó si Allan Hills 84001, un meteorito marciano recuperado de la Antártida en 1984, podría tener algo que decir sobre la cuestión. Las afirmaciones desacreditadas de la década de 1990 de que el meteorito contenía bacterias fosilizadas hicieron que la roca de 2 kilogramos fuera notoria, pero los investigadores la estudian incluso hoy porque, con 4.100 millones de años, es la única muestra prístina conocida que registra esta era crítica de la historia de Marte.

meteorito ALH84001
Se encontraron pistas sobre un antiguo campo magnético en finas láminas del meteorito marciano Allan Hills 84001.NASA

Steele y el científico planetario de Harvard, Roger Fu, tomaron imágenes de tres rebanadas delgadas como el papel de una muestra de Allan Hills de 0,6 gramos con el microscopio de diamante cuántico de última generación de Fu. Uno de los pocos en el mundo, se basa en la sensibilidad de las impurezas atómicas en el diamante a pequeños cambios en los campos magnéticos; puede mapear estos cambios en granos tan pequeños como un cabello humano. La resolución mejorada reveló algo sorprendente: tres poblaciones distintas de minerales de sulfuro de hierro. Dos estaban fuertemente magnetizados en diferentes direcciones, mientras que uno carecía de una firma magnética significativa.

En un artículo que ahora se está revisando, Steele y Fu proponen que estas agrupaciones reflejan tres eventos de impacto conocidos registrados por el meteorito, que la datación radiactiva había colocado hace unos 4 mil millones, 3,9 mil millones y 1,1 mil millones de años. Debido a que las dos poblaciones minerales más antiguas están altamente magnetizadas, dice Fu, un campo magnético global todavía debe haber estado presente hace 3.900 millones de años. El campo de 3.900 millones de años parece ser relativamente fuerte: alrededor de 17 microtesla (alrededor de un tercio de la fuerza promedio del campo de la Tierra).

Con esa fuerza, el campo podría haber ayudado a desviar los rayos cósmicos dañinos, protegiendo posibles formas de vida temprana, dice Ben Weiss, científico planetario del Instituto de Tecnología de Massachusetts. También podría haber protegido la atmósfera del viento solar, una corriente de partículas que pueden acelerar la pérdida de vapor de agua y otros componentes hacia el espacio. “Cuanto más tiempo permanezca la dínamo, más tiempo se puede tener un período potencialmente habitable en Marte”, dice Weiss.

Rob Lillis, geofísico planetario de la Universidad de California, Berkeley, es más cauteloso acerca de esa línea de razonamiento. Él dice que un campo también podría acelerar las pérdidas atmosféricas al canalizar más viento solar hacia los polos.

Los minerales también tienen una pista sobre el funcionamiento interno del planeta: las dos poblaciones magnetizadas registran campos que apuntan en direcciones casi opuestas, con una separación de 138°. Los investigadores dicen que hay pocas posibilidades de que la roca simplemente gire entre los impactos. Más bien, proponen que la dínamo marciana debe haber invertido sus polos, como lo hace la Tierra cada pocos cientos de millones de años. Las simulaciones por computadora han demostrado que las dínamos solo se invierten dentro de un rango estrecho de condiciones de convección en el núcleo externo fundido de un planeta, por lo que las inversiones marcianas podrían ayudar a limitar la historia y la naturaleza de su dínamo, dice Lillis.

Una dínamo de inversión también podría ayudar a explicar por qué muchas cuencas grandes y antiguas carecen de una señal magnética. En una presentación de AGU, Steele usó simulaciones por computadora para mostrar que las capas de campos magnéticos alternos podrían cancelar esencialmente el campo magnético neto de las cuencas, haciéndolas parecer desmagnetizadas. Las inversiones pueden “permitirnos unir todas las cuerdas de una vez por todas”, dice Steele.

Como beneficio adicional, las inversiones magnéticas podrían proporcionar un marcador de tiempo común para rocas de diferentes lugares. “Es emocionante para mí escuchar que hay evidencia de una inversión en un meteorito”, dice Weiss, quien propuso usar inversiones para fechar las rocas de Marte en una presentación separada de AGU. “Si [Mars’s dynamo] se está revirtiendo, ese plan que tenemos en mente aquí de repente es mucho más factible”.

Fu dice que está en deuda con el meteorito de Allan Hills, que despertó su amor por la ciencia cuando era niño cuando se enteró de la famosa roca en la televisión. “Early Mars es una caja negra en muchos sentidos”, dice Fu. “El hecho de que estemos tomando una roca que ha sido analizada hasta la saciedad… y aún podamos obtener nueva información de ella, creo que es realmente genial”.