En agosto de 2021, en el suelo de un cráter solitario, el rover de Marte más nuevo cavó en una de sus primeras rocas.

El taladro de percusión conectado al brazo del rover Perseverance raspó el polvo y remató varios milímetros de un afloramiento rocoso en un círculo de 5 centímetros de ancho. Desde arriba, una de las cámaras del rover capturó lo que parecían fragmentos rotos encajados unos contra otros. La presencia de texturas de cristal entrelazadas se hizo evidente. Esas texturas no eran las que esperaban la mayoría de los científicos que habían pasado años preparándose para la misión.

Luego, los científicos observaron en una videoconferencia cómo los dos espectrómetros del rover revelaban la química de esas texturas entrelazadas. Las formas visibles junto con las composiciones químicas mostraron que esta roca, denominada Rochette, era de origen volcánico. No estaba formado por las capas de arcilla y limo que se encontrarían en el antiguo lecho de un lago.

Apodado Percy, el rover llegó al cráter Jezero hace dos años , el 18 de febrero de 2021, con su helicóptero compañero, Ingenuity. Percy, la nave espacial más compleja para explorar la superficie marciana, se basa en el trabajo del rover Curiosity, que ha estado en Marte desde 2012, los rover gemelos Spirit y Opportunity, el rover Sojourner y otros módulos de aterrizaje.

Pero el propósito principal de Perseverance es diferente. Mientras que los rovers anteriores se centraron en la geología marciana y en comprender el entorno del planeta, Percy está buscando señales de vidas pasadas. Jezero fue elegido para la misión Mars 2020 porque, desde la órbita, parece ser un antiguo entorno lacustre donde los microbios podrían haber prosperado, y su gran delta probablemente conservaría cualquier signo de ellos. Perforando, raspando y recolectando piezas del Planeta Rojo, el rover está utilizando sus siete instrumentos científicos para analizar los fragmentos en busca de cualquier indicio de vida antigua. También está recolectando muestras para regresar a la Tierra.

¿Dónde en Marte está la perseverancia?

Después de aterrizar en el Planeta Rojo, Perseverance probó sus movimientos e instrumentos durante varios meses antes de explorar el suelo del cráter Jezero. Luego, Percy viajó al delta y llegó en abril de 2022. El rover exploró el frente del delta hasta diciembre, antes de depositar cuidadosamente muestras en la superficie. A continuación, se dirige a la parte superior del delta.

El viaje de percy

HRSC: ESA, DLR, FU-BERLÍN, CC BY-SA 3.0 IGO ; CTX: JPL-CALTECH/NASA, MSSS; HIRISE: JPL-CALTECH/NASA, UNIV. DE ARIZONA; CONJUNTO DE DATOS DE HIRISE: FERGASON Y AL 2020

1. Sitio de aterrizaje de perseverancia
2. Primer sitio de perforación
3. Abrasión de roca Rochette
4. La perseverancia se dirige al delta
5. La perseverancia llega al frente del delta
6. Comienza la campaña frontal de Delta
7. Ubicación de la perseverancia a principios de febrero de 2023

Desde el aterrizaje, "hemos podido comenzar a armar la historia de lo que sucedió en Jezero, y es bastante complejo", dice Briony Horgan, científico planetario de la Universidad de Purdue en West Lafayette, Indiana, que ayuda a planificar el día de Percy. -Operaciones al día ya largo plazo.

La roca volcánica es solo una de las sorpresas que ha descubierto el rover . Cientos de investigadores que analizan los datos que Perseverance ha enviado hasta ahora ahora tienen algunas pistas sobre cómo ha evolucionado el cráter con el tiempo. Esta cuenca ha sido testigo de flujos de lava, al menos un lago que duró quizás decenas de miles de años, ríos que crearon un delta de lodo y arena y fuertes inundaciones que trajeron rocas de lugares lejanos.

Jezero tiene un pasado más dinámico de lo que habían anticipado los científicos. Esa volatilidad ha ralentizado la búsqueda de rocas sedimentarias, pero también ha señalado nuevos nichos donde la vida antigua podría haberse afianzado.

La perseverancia ha descubierto materiales que contienen carbono, la base de la vida en la Tierra, en cada muestra que ha desgastado, dice Horgan. “Estamos viendo eso en todas partes”. Y el rover todavía tiene mucho más por explorar.

En el suelo del cráter Jezero (mostrado el 28 de julio de 2021), Perseverance encontró rocas de naturaleza volcánica, no las rocas sedimentarias que los científicos esperaban de un lecho de lago seco. JPL-CALTECH/NASA, ASU, MSSS

La perseverancia encuentra rocas inesperadas

Jezero es un cráter de impacto poco profundo de unos 45 kilómetros de diámetro justo al norte del ecuador del planeta. El cráter se formó hace entre 3.700 y 4.100 millones de años, en los primeros mil millones de años del sistema solar. Se asienta en una cuenca de impacto más antigua y mucho más grande conocida como Isidis. En la curva occidental de Jezero, un antiguo lecho de río grabado da paso a un delta seco en forma de abanico en el suelo del cráter.

Ese delta "es como este poste indicador parpadeante bellamente visible desde la órbita que nos dice que había un cuerpo de agua estancada aquí", dice el astrobiólogo Ken Williford del Instituto de Ciencias del Espacio Blue Marble en Seattle.

La perseverancia aterrizó en el suelo del cráter a unos dos kilómetros del frente del delta. Los científicos pensaron que encontrarían capas compactadas de tierra y arena allí, en la base de lo que denominaron lago Jezero. Pero el paisaje se veía inmediatamente diferente de lo esperado, dice la geóloga planetaria Kathryn Stack Morgan del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. Stack Morgan es científico adjunto del proyecto Perseverance.

Durante los primeros meses después del aterrizaje, el equipo de la misión Mars 2020 probó los movimientos e instrumentos del rover, lenta y cuidadosamente. Pero desde la primera perforación científica real cerca del lugar de aterrizaje, los investigadores en la Tierra se dieron cuenta de lo que habían encontrado. La textura de la roca, dice Stack Morgan, era "una textura de roca volcánica ígnea de libro de texto". Parecían flujos de lava volcánica.

Durante los siguientes seis meses, varias rocas más en el suelo del cráter revelaron una textura ígnea. Algunas de las rocas más emocionantes, incluida Rochette, mostraron cristales de olivino en todas partes . "La tela de cristal obviamente se enfrió de una fusión, no de granos transportados", como sería el caso si fuera una muestra sedimentaria, dice Abigail Allwood del Jet Propulsion Lab. Ella dirige el instrumento PIXL del rover, que utiliza un haz de rayos X para identificar la composición de cada muestra.

Los científicos de la misión ahora creen que el suelo del cráter está lleno de rocas ígneas de dos eventos separados, ambos después de que se creó el cráter, más recientemente que el marco de tiempo de hace 3.700 millones a 4.100 millones de años. En uno, el magma de las profundidades del planeta empujó hacia la superficie, se enfrió y solidificó, y luego quedó expuesto por la erosión. En el otro, flujos de lava más pequeños brotaron en la superficie.

Buscando signos de vida antigua

La espectrometría de rayos X de una roca desgastada del suelo del cráter Jezero ofrece pistas sobre la química de la roca. Estos y otros datos pueden ayudar a los científicos en la búsqueda de vida antigua.

Química rocosa

JPL-CALTECH/NASA

Algún tiempo después de estos eventos, el agua fluyó desde las tierras altas cercanas hacia el cráter para formar un lago de decenas de metros de profundidad y una duración de al menos decenas de miles de años, según algunos miembros del equipo. Los instrumentos de Percy han revelado las formas en que el agua alteró las rocas ígneas : por ejemplo, los científicos han encontrado sulfatos y otros minerales que requieren agua para formarse, y han visto pozos vacíos dentro de las grietas de las rocas, donde el agua habría arrastrado el material. A medida que el agua fluía por los ríos hacia el lago, depositaba limo y lodo, formando el delta. Las inundaciones arrojaron rocas de 1,5 metros de ancho desde ese terreno distante. Todos estos eventos precedieron al secado del lago, que podría haber ocurrido hace unos 3 mil millones de años.

Las muestras de núcleos, que Perseverance está recolectando y almacenando a bordo para su eventual regreso a la Tierra, podrían proporcionar fechas de cuándo se formaron las rocas ígneas, así como cuándo se secó la superficie marciana. Durante el tiempo intermedio, el lago Jezero y otros ambientes húmedos pueden haber sido lo suficientemente estables para que la vida microbiana comenzara y sobreviviera.

“Concretar la escala de tiempo geológico es de vital importancia para que entendamos a Marte como un mundo habitable”, dice Stack Morgan. “Y no podemos hacer eso sin muestras actualizadas”.

Aproximadamente un año después de aterrizar en Marte, Perseverance rodó varios kilómetros a través del suelo del cráter hasta el frente del delta, donde encontró una geología muy diferente.

El delta podría contener signos de vida antigua

Los deltas marcan cuerpos de agua permanentes y duraderos, lugares estables que podrían albergar vida. Además, a medida que un delta crece con el tiempo, atrapa y conserva la materia orgánica.

La arena y el limo depositados donde un río llega a un lago se superponen en material sedimentario, formando un delta en forma de abanico. “Si hay algún material biológico atrapado entre ese sedimento, se entierra muy rápidamente”, dice la geóloga de Marte Eva Scheller del MIT, investigadora del equipo de Percy. “Crea este ambiente que es muy, muy bueno para preservar la materia orgánica”.

Mientras exploraba el frente del delta entre abril de 2022 y diciembre de 2022, Perseverance encontró algunas de las rocas sedimentarias que buscaba.

Varios de los instrumentos del rover se acercaron a las texturas y formas de las rocas, mientras que otros instrumentos recolectaron información espectral detallada, revelando los elementos presentes en esas rocas. Al combinar los datos, los investigadores pueden reconstruir de qué están hechas las rocas y qué procesos podrían haberlas cambiado a lo largo de los eones. Es esta química la que podría revelar signos de vida marciana antigua: firmas biológicas. Los científicos aún se encuentran en las primeras etapas de estos análisis.

No habrá ni una señal clara de vida, dice Allwood. En cambio, es más probable que el rover revele "un conjunto de características", con evidencia que se construye lentamente de que alguna vez existió vida allí.

Es más probable que las características químicas que sugieren vida se escondan en rocas sedimentarias, como las que Perseverance ha estudiado en el frente del delta. Especialmente interesantes son las rocas con lodo de grano extremadamente fino. Tales sedimentos de lodo, dice Horgan, están donde, en los deltas de la Tierra, al menos, se concentra la materia orgánica. Sin embargo, hasta ahora, el rover no ha encontrado esos materiales fangosos.

Pero las rocas sedimentarias estudiadas han revelado carbonatos, sulfatos y sales inesperadas, todos materiales que indican interacción con el agua e importantes para la vida tal como la conocemos. Percy ha encontrado materia a base de carbono en cada roca que ha desgastado, dice Horgan.

“Hemos tenido algunos resultados realmente interesantes que estamos muy emocionados de compartir con la comunidad”, dice Horgan sobre la exploración del frente del delta. Algunos de esos detalles pueden ser revelados en marzo en la Conferencia de Ciencias Lunar y Planetaria.

La perseverancia deja muestras para una futura misión

A principios de febrero, Perseverance recolectó 18 muestras , incluidos fragmentos de escombros de Marte y núcleos de rocas, y los almacenó a bordo en cápsulas selladas para su eventual regreso a la Tierra. Las muestras provienen del suelo del cráter, las rocas del frente del delta e incluso la delgada atmósfera marciana.

En las últimas semanas de 2022 y las primeras semanas de 2023, el rover dejó caer, o mejor dicho, dejó caer cuidadosamente la mitad de las muestras recolectadas, así como un tubo que revelaría si las muestras contenían algún contaminante terrestre. Estas piezas capturadas de Marte ahora se encuentran en el frente del delta, en un lugar predeterminado llamado la región de Three Forks.

Perseverance depositó un alijo de muestras en la región de Three Forks en diciembre y enero. Si el rover no está operativo cuando una misión futura llegue a Marte, las muestras aún se pueden recolectar y devolver a la Tierra. JPL-CALTECH/NASA, MSSS

Si Perseverance no funciona lo suficientemente bien como para entregar sus muestras a bordo cuando llegue una futura nave espacial de retorno de muestras, esa misión recolectará estas muestras del sitio de entrega para traerlas de vuelta a la Tierra.

Los investigadores están trabajando actualmente en diseños para una misión conjunta a Marte entre la NASA y la Agencia Espacial Europea que podría recuperar las muestras. Lanzado a fines de la década de 2020, aterrizaría cerca del rover Perseverance. Percy transferiría las muestras a un pequeño cohete que se lanzaría desde Marte y regresaría a la Tierra en la década de 2030. Las pruebas de laboratorio podrían confirmar lo que Perseverance ya está descubriendo y descubrir mucho más.

Mientras tanto, Percy está escalando el delta para explorar su parte superior, donde aún se pueden encontrar rocas sedimentarias fangosas. El siguiente objetivo es el borde del otrora lago, donde hace mucho tiempo se encontraban aguas poco profundas. Este es el sitio que más entusiasma a Williford. Gran parte de lo que sabemos sobre la historia de cómo ha evolucionado la vida en la Tierra proviene de entornos con aguas poco profundas , dice. “Ahí es donde los ecosistemas submarinos realmente ricos comienzan a formarse”, dice. “Están sucediendo muchas cosas allí químicamente”.

Perseverance aterrizó en Marte en febrero de 2021. A principios de febrero de este año, el rover había recolectado 18 muestras y depositó la mitad para un futuro posible regreso a la Tierra. JPL-CALTECH/NASA

CITAS

K. A. Farley et al. Rocas ígneas alteradas acuosamente muestreadas en el suelo del cráter Jezero, Marte. Ciencia _ vol. 377, 30 de septiembre de 2022, pág. 1512. Doi: 10.1126/ciencia.abo219.

W. Liu et al. Un afloramiento acumulado de olivino en el suelo del cráter Jezero, Marte. ciencia _ vol. 377, 30 de septiembre de 2022, pág. 1513. doi: 10.1126/science.abo2756.

N. Mangold et al. El rover Perseverance revela un antiguo sistema de lagos delta y depósitos de inundación en el cráter Jezero, Marte.  Ciencia _ vol. 374, 7 de octubre de 2021, pág. 711. doi: 10.1126/ciencia.abl4051

E. Scheller et al. Procesos de alteración acuosa en el cráter Jezero, Marte: implicaciones para la geoquímica orgánica. Ciencia _ vol. 378, publicado en línea el 23 de noviembre de 2022. doi: 10.1126/science.abo5204