Científicos de la Universidad de Washington en St.Louis han probado, experimentalmente que, en condiciones como las de Marte, los óxidos de manganeso se pueden formar fácilmente sin oxígeno atmosférico.
Cuando los exploradores de Marte de la NASA encontraron óxidos de manganeso en rocas de los cráteres Gale y Endeavor de Marte en 2014, el descubrimiento hizo que algunos científicos sugirieran que el planeta rojo podría haber tenido alguna vez más oxígeno en su atmósfera hace miles de millones de años.
Sin embargo, un nuevo estudio, publicado en Nature Geoscience, cambia radicalmente este punto de vista.
Nuevos análisis
Los minerales probablemente requirieron abundante agua y condiciones fuertemente oxidantes para formarse, interpretaron los científicos.
Aprovechando las lecciones aprendidas del registro geológico de la Tierra, concluyeron que la presencia de óxidos de manganeso indicaba que Marte había experimentado aumentos periódicos de oxígeno atmosférico en el pasado, antes de descender a los bajos niveles actuales.
Pero ahora, utilizando modelos cinéticos, los científicos también han demostrado que la oxidación del manganeso no es posible en la atmósfera rica en dióxido de carbono que se espera en el antiguo Marte.
“La relación entre los óxidos de manganeso y el oxígeno adolece de una serie de problemas geoquímicos fundamentales”, afirmó Jeffrey Catalano, catedrático de Ciencias Planetarias y de la Tierra en Artes y Ciencias y autor correspondiente del estudio.
Marte es un planeta rico en los elementos halógenos cloro y bromo en comparación con la Tierra.
“Los halógenos se presentan en Marte en formas distintas a las de la Tierra y en cantidades mucho mayores, por lo que supusimos que serían importantes para el destino del manganeso“, explicó Catalano.
Catalano y Kaushik Mitra, actualmente investigador postdoctoral asociado de la Universidad Stony Brook, que realizó este trabajo como parte de su investigación de posgrado en la Universidad de Washington, llevaron a cabo experimentos de laboratorio utilizando clorato y bromato -formas dominantes de estos elementos en Marte- para oxidar el manganeso en muestras de agua que hicieron para reproducir los fluidos de la superficie de Marte en el pasado antiguo.
Nos inspiramos en las reacciones observadas durante la cloración del agua potable. Comprender otros planetas a veces requiere que apliquemos conocimientos adquiridos en campos aparentemente no relacionados de la ciencia y la ingeniería comentó Catalano
Asimismo, los científicos descubrieron que los halógenos convertían el manganeso disuelto en agua en minerales de óxido de manganeso entre miles y millones de veces más rápido que el oxígeno.
Además, en las condiciones débilmente ácidas que los científicos creen que se daban en la superficie del Marte primitivo, el bromato produce minerales de óxido de manganeso más rápidamente que cualquier otro oxidante disponible.
En muchas de estas condiciones, mencionaron, el oxígeno es totalmente incapaz de formar óxidos de manganeso.
“La oxidación no requiere la participación del oxígeno por definición. Anteriormente, propusimos oxidantes viables en Marte, distintos del oxígeno o a través de la fotooxidación UV, que ayudan a explicar por qué el planeta rojo es rojo. En el caso del manganeso, hasta ahora no disponíamos de una alternativa viable al oxígeno que pudiera explicar los óxidos de manganeso”, puntualizó Mitra.
Marte primitivo
Los nuevos resultados alteran las interpretaciones fundacionales de la habitabilidad del Marte primitivo, que es un importante motor de las investigaciones en curso de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA).
Pero el hecho de que probablemente no hubiera oxígeno atmosférico en el pasado no es motivo para creer que no hubiera vida.
“Hay varias formas de vida, incluso en la Tierra, que no necesitan oxígeno para sobrevivir. No lo considero un ‘revés’ para la habitabilidad, sólo que probablemente no hubo formas de vida basadas en el oxígeno“, comentó Mitra.
Los organismos extremófilos que pueden sobrevivir en un entorno rico en halógenos, como los organismos unicelulares amantes de la sal y las bacterias que prosperan en el Gran Lago Salado y el Mar Muerto en la Tierra, también podrían ir bien en Marte.
“Necesitamos más experimentos realizados en condiciones geoquímicas diversas que sean más relevantes para planetas específicos como Marte, Venus y ‘mundos oceánicos’ como Europa y Encélado para tener una comprensión correcta y completa de los entornos geoquímicos y geológicos de estos cuerpos planetarios”, subrayó Mitra.