Curiosidad de la NASA: Marte primera edad medición y ayuda a la exploración humana

Rover Curiosity de la NASA está proporcionando información vital sobre el pasado de Marte y los entornos actuales que le ayudarán a planes para futuras misiones robóticas y humanas.

En un poco más de un año en el planeta rojo, el Mars Science Laboratory móvil ha determinado la edad de una roca marciana, encontró evidencia de que el planeta podría haber sufrido la vida microbiana, tomada las primeras lecturas de radiación en la superficie, y se muestra la erosión natural Cómo podría revelar los cimientos de la vida. Los miembros del equipo de Curiosidad presentan estos resultados y más de Curiosidad en seis artículos publicados en línea hoy por Science Express y en conversaciones en la reunión de otoño de la Unión Geofísica Americana en San Francisco.

La edad de 'Cumberland'

La segunda roca que Curiosidad ha perforado para una muestra en Marte, que los científicos habían apodado "Cumberland", es la primera en ser fechada del análisis de sus ingredientes minerales mientras se sienta en otro planeta. Un informe elaborado por Kenneth Farley del California Institute of Technology en Pasadena y co-autores, estima que la edad de Cumberland en 3.860 millones a 4.560 millones de años. Esto está en el rango de estimaciones anteriores de rocas en el cráter Gale, donde está trabajando el Curiosidad.

Nota Quelonia: Se acepta en los medios científicos que la Tierra se formó aproximadamente hace 4.600 millones de años. Estar rocas son de aquella época. 

"La edad no es sorprendente, pero lo sorprendente es que este método funcionaba mediante mediciones realizadas en Marte", dijo Farley. "Cuando usted está confirmando una nueva metodología, no quiere el primer resultado que suceda algo inesperado. Nuestra comprensión de la antigüedad de la superficie marciana parece estar bien".

El análisis de Cumberland de una muestra perforado por curiosidad era una medida fundamental y sin precedentes que considera improbable cuando el rover aterrizó en 2012. Farley y sus coautores adaptaron un método radiométrico de 60 años de edad para la datación de rocas de Tierra que mide el decaimiento de un isótopo de potasio como lentamente se transforma en argón, un gas inerte. El Argón se escapa cuando una roca se haya derretido. Este método de datación mide la cantidad de argón que se acumula cuando la roca se endurece otra vez.

Antes de que pueden medir rocas directamente en Marte, los científicos estima sus edades contando y comparando el número de cráteres de impacto en varias áreas del planeta. Las densidades de cráter se correlacionan con las edades basadas en comparaciones con las densidades del cráter en la Luna, que estaban ligadas a las fechas absolutas después de las misiones lunares Apolo que trajeron rocas a la Tierra.

Farley y coautores también evaluaron cuánto Cumberland ha sido dentro de alcance de brazo de la superficie marciana, donde los rayos cósmicos que afectó a los átomos en la roca producen acumulaciones de gas que puede medir el Curiosidad.

Análisis de tres diferentes gases rindieron la exposición de las edades en el rango de 60 millones a 100 millones de años. Esto sugiere blindar las capas sobre la roca fueron despojados relativamente recientemente. Combinado con las pistas de la erosión eólica que Curiosidad ha observado, el descubrimiento de la exposición la edad señala un patrón de arena acarreada por el viento Lejos de mascar en relativamente gruesas capas de roca. Forma la capa erosionando una retirada cara vertical, o un escarpe.

"La tasa de exposición es sorprendentemente rápida", dijo Farley. "El lugar donde encontrarás las rocas con la edad más joven de la exposición será justo al lado de las escarpas del viento".

¿De rocas a los bloques de edificio?

Es importante en las investigaciones de la misión de si los productos químicos orgánicos se conservan desde entornos antiguos encontrar rocas con la edad más joven de la exposición. Productos químicos orgánicos son bloques de construcción para la vida, aunque también pueden ser producidos sin ningún biología.

"Estamos haciendo progresos en el camino para determinar si hay materia orgánica Marciana allí," dijo Doug Ming, de la NASA Johnson Space Center, Houston, de la muestra de roca de Cumberland. "Detectar compuestos orgánicos, pero no se puede descartar que podría haber sido traídas a lo largo el tiempo de la Tierra". Curiosidad ha detectado cantidades mayores en Cumberland que lo hicieron en ambos funcionamientos de prueba con las muestras de suelo marciano o análisis de tazas vacías de muestra. Aumentar la cantidad de polvo de roca en la prueba de la Copa aumentó la cantidad de contenido en materia orgánica detectada.

Favorables para la vida

Ming es el autor principal de un nuevo informe sobre un sitio llamado "Bahía de Yellowknife." El equipo informó que hace 10 meses que la primera roca que Curiosidad ha perforado, apodado a "John Klein," rindió evidencia que cumplieron el objetivo de la misión de identificar un ambiente Marciano favorable para la vida microbiana hace mucho tiempo. Hábitat de arcilla rica en el lecho de Yellowknife Bay ofrece los elementos químicos fundamentales para la vida, además de agua no demasiada ácida o salada y una fuente de energía. La fuente de energía es un tipo usado por muchos microbios come-roca de la tierra: una mezcla de minerales que contienen azufre y hierro que son listos aceptores de electrones y otros que son donantes del electrón listo, como los dos polos de una batería.

No sólo logró su objetivo de encontrar evidencia de un ambiente antiguo que pudieron haber apoyado la vida, Curiosidad, pero también ha proporcionado condiciones habitables y evidencia de que existieron más recientemente de lo esperado y es probable que persistió durante millones de años.

Nuevos resultados adicionales de Curiosidad están proporcionando las primeras lecturas sobre los peligros de la radiación en la superficie de Marte, que será de ayuda para planificación de las misiones tripuladas a Marte. Otros hallazgos guiará la búsqueda de evidencia de vida en Marte por mejorar el conocimiento sobre cómo la erosión puede exponer enterrados pistas de bloques moleculares de la vida.

Nuevas estimaciones de cuando existían condiciones habitables en la bahía de Yellowknife y cuánto persistieron provienen de los detalles de la composición y capas de rocas. Se cree que Marte tenía suficiente agua fresca para generar minerales arcillosos--y posiblemente apoyan la vida - hace más de 4.000 millones de años, pero que el planeta experimentó la sequía y dejó cualquier residuo líquido de agua ácida y salobre. Una pregunta clave es si los minerales de la arcilla en la bahía de Yellowknife se han formado antes, aguas arriba en el borde del cráter Gale donde los pedacitos de roca se originaron, o más tarde, aguas abajo donde las partículas de roca fueron llevadas por el agua y depositadas.

Scott McLennan de la Universidad de Stony Brook en Stony Brook, Nueva York y co-autores encontró que elementos químicos en las rocas indican que las partículas se llevaron de su área de la fuentes de aguas arriba a la bahía de Yellowknife y que más productos químicos atmosféricos se produjeron después de que se les trasportó. La pérdida de elementos que lixivia fácilmente, tales como calcio y sodio, sería perceptible si hubiera pasado la meteorización que convierte algunos minerales volcánicos en minerales de la arcilla aguas arriba. Los científicos no notaron tal lixiviación.

David Vaniman del Instituto de ciencia planetaria en Tucson, Arizona y encontró evidencia en un análisis separado de minerales de rocas sedimentarias en la bahía de Yellowknife coautores. Notaron la falta de olivino y una abundancia de magnetita, que sugiere que las rocas dio vuelta a la arcilla después se lavaron aguas abajo. La presencia de esmectita dice acerca de las condiciones donde el barro se ha formado.

"Esmectita es el mineral de la arcilla típico en los depósitos del lago", dijo Vaniman. "Comúnmente se llama una arcilla hinchazón--del tipo que se adhiere a la bota cuando entras en ella. Encontrará ambientes biológicamente ricos donde encontrar smectites en la Tierra."

John Grotzinger de Caltech y coautores examina las características físicas de las capas de roca en y cerca de la bahía Yellowknife y ha concluido que el entorno habitable allí existió en un momento "relativamente joven por estándares marcianos". Fue parte de la historia marciana llamada la Era de Hesperian, cuando las partes del planeta eran ya se está volviendo más seco y más ácida, hace menos de 4.000 millones de años y aproximadamente al mismo tiempo que la evidencia más antigua de vida en la Tierra.

"Este entorno habitable existió más adelante que muchos pensaron que sería una" Grotzinger, dijo. "Esto tiene implicaciones mundiales. Pertenece a una época cuando hubo deltas, abanicos aluviales y otras muestras de agua superficial en muchos lugares en Marte, pero ésos eran considerados demasiado jóvenes o demasiado corta, que han formado minerales de la arcilla. El pensamiento era, si tuvieran minerales de la arcilla, los deben haber lavado en los depósitos mayores. Ahora, sabemos los minerales de arcilla podrían producirse más tarde, y eso nos da muchas localizaciones que puedan haber tenido ambientes habitables, también".

La investigación sugiere que las condiciones habitables en el área de la bahía Yellowknife pueden haber persistido por millones a decenas de millones de años. Durante ese tiempo los ríos y lagos probablemente aparecieron y desaparecieron. Incluso cuando estaba seca la superficie, el subsuelo es probable que estaba mojado, como se indica por vetas minerales depositados por el agua subterránea en las fracturas en la roca. El espesor de estratos observados y deducidos de capas de roca proporciona la base para la estimación de larga duración, y el descubrimiento de una fuente de energía mineral para microbios metro favorece habitabilidad a lo largo.

Implicaciones para los exploradores humanos

Los informes de hoy incluyen las primeras mediciones del entorno natural de radiación en la superficie de Marte. Los rayos cósmicos de fuera de nuestro sistema solar y partículas energéticas del Sol bombardearon la superficie en el cráter Gale, con un promedio de 0,67 milisievert al día a partir de agosto de 2012 a junio de 2013, según un informe de Don Hassler del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado y coautores. Para la comparación, exposición a la radiación de una radiografía de tórax típica es 0.02 milisievert. Ese período de medición de 10 meses no incluyó ninguna e las grandes tormentas solares que afectan a Marte, y más del 95 por ciento del total proviene de los rayos cósmicos.

Resultados de la supervisión de la superficie de radiación proporcionan una pieza adicional del puzzle para proyectar la dosis total de radiación ida y vuelta para una futura misión humana a Marte. Agregó que las tasas de dosis que curiosidad ha medido durante su vuelo a Marte, los resultados superficiales de Marte proyecto una tasa de dosis total de ida y vuelta para una futura misión humana en el mismo período en el ciclo solar a ser del orden de 1.000 milisievert.

Estudios poblacionales a largo plazo han demostrado que la exposición a radiación aumenta riesgo de cáncer de la vida de una persona. Exposición a una dosis de 1.000 milisievert se asocia con un aumento del 5 por ciento en el riesgo de desarrollar cáncer mortal. Carrera límite de corriente la NASA para el riesgo creciente para sus astronautas operan actualmente en órbita terrestre baja es el 3 por ciento. La agencia está trabajando con el Instituto de medicina de las academias nacionales para abordar la ética, principios y directrices para las normas de salud de larga duración y misiones de exploración espacial.

La radiación detectada por Curiosidad es consistente con las predicciones anteriores. Los nuevos datos ayudará a los científicos de la NASA y los ingenieros crean mejores modelos para anticipar a los exploradores humanos e que radiación ambiente se enfrentarán, como la Agencia desarrolla nuevas tecnologías para proteger a los astronautas en el espacio profundo.

"Nuestras mediciones proporcionan información crucial para las misiones tripuladas a Marte", dijo Hassler. "Nos siguen monitorear el ambiente de radiación y viendo los efectos de grandes tormentas solares en la superficie en diferentes momentos del ciclo solar, daremos datos adicionales importantes. Nuestras mediciones también atan en investigaciones de Curiosidad acerca de habitabilidad. Las fuentes de radiación que son preocupaciones para la salud humana también afectan la supervivencia microbiana así como preservación de productos químicos orgánicos."

Si existieron cualquier químicos orgánicos que son posibles señales de vida dentro de rocas en aproximadamente 2 pulgadas (5 centímetros), la profundidad del taladro de curiosidad, Hassler estima que podría ser empobrecidos hasta la identificacion en unos 650 millones de años por la radiación en la tasa de exposición medida en los primeros 10 meses de Curiosidad. Sin embargo, la roca Cumberland que Curiosidad ha muestreado con su taladro en la bahía de Yellowknife había sido expuesta a los efectos de los rayos cósmicos por solamente cerca de 60 millones a 100 millones de años, según estimación de Farley. Los investigadores calculan que, con una edad tan joven de exposición, el material orgánico suficiente podría estar presente en Cumberland a ser perceptible. Aunque Marte nunca ha apoyado a la vida, el planeta recibe moléculas orgánicas entregadas por los meteoritos, que deben dejar un rastro detectable.

Laboratorio de propulsión a chorro de la NASA construyó curiosidad y gestiona a la misión para la dirección de misiones de ciencia de la NASA, Washington.

Guy Webster 818-354-6278
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
guy.webster@jpl.nasa.gov

Dwayne Brown 202-358-1726
Headquarters, Washington
dwayne.c.brown@nasa.gov 

"Courtesy NASA/JPL-Caltech."

Traducción: El Quelonio Volador