Curiosity - ROCAS RICAS EN SÍLICE

Un rompecabezas actual para el equipo de Mars Rover.

En las historias de detectives, como se espesa la trama, una pista inesperada a menudo ofrece más preguntas que respuestas. En este caso, la escena es una montaña en Marte. La clave: El compuesto químico de Sílice. Un montón de sílice. Los detectives: un grupo de investigadores con experiencia cuyo agente en Marte es el láser intermitente, sito en el brazo móvil de Curiosity.

Ruta seguida por Curiosity. Este mapa muestra la ruta impulsada por rover Curiosity desde el lugar donde aterrizó en agosto de 2012 a su ubicación en diciembre de 2015. Puede observarse la zona conocida como “Bagnold Dunes”. NASA / JPL-Caltech / Univ. De Arizona.

Objetivos de investigación de la misión en las áreas "Marias Pass" y "Cuenca Bridger" incluyen rocas con composiciones de alto contenido de sílice. La línea transversal cubre unidades terminadas durante el día marciano, o sol 1185, del trabajo de Curiosity en Marte (6 de diciembre de 2015). La imagen de base para este mapa es de la cámara Experimento Imágenes de Alta Resolución Science (HiRISE) de Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. El norte está arriba. Bagnold dunas forman una banda de material oscuro, el viento al pie del Monte de Sharp. La barra de escala en la parte inferior derecha representa un kilómetro (0,62 millas). 

Ruta seguida por Curiosity Durante 2015 para realizar estudios de rocas ricas en sílice.

Curiosity - Este mapa muestra la ruta seguida por el Rover entre el 19/04/2015 y el 05/1/2015 en la parte inferior del Monte  Sharp. NASA / JPL-Caltech / Univ. de Arizona.

Durante este período la misión investigó objetivos roca ricas en sílice que incluyen "Buckskin" en la zona "María Pass", y "Greenhorn" en la zona "Cuenca Bridger". Sitios de alta sílice fueron identificados, tanto en la formación Murray - la unidad geológica más antigua que el Rover ha visitado en el Monte Sharp - y en el que recubre la unidad geológica Stimson, que es visible en las crestas de piedra arenisca dentro de esta área de estudio. El mapa cubre un área de aproximadamente una milla y media (tres cuarto de  kilometro) de ancho. El norte está arriba. La imagen de base es de la cámara de HiRISE del Mars Reconnaissance  Orbiter de la NASA. Los números a lo largo de la ruta identifican el sol o día marciano, en que se completó la unidad de llegar a ese punto, contados desde su aterrizaje 2012.

El Rover Curiosity ha encontrado concentraciones mucho más elevadas de sílice, en algunos sitios investigados en los últimos siete meses,  que en cualquier otro sitio visitado desde ell aterrizaje en Marte hace 40 meses. El óxido de silicio o dióxido de silicio es un compuesto de silicio y oxígeno, llamado comúnmente sílice y muy visto en la Tierra como el cuarzo, pero también en muchos otros minerales. "Estas composiciones de alto sílice son un rompecabezas. Usted puede aumentar la concentración de sílice, ya sea por la lixiviación (La lixiviación, o extracción sólido-líquido, es un proceso en el que un disolvente líquido pasa a través de un sólido pulverizado para que se produzca la disolución de uno o más de los componentes solubles del sólido)de otros ingredientes, dejando la sílice atrás, o mediante la incorporación de sílice de otro lugar", dijo Albert Yen, miembro del equipo científico Curiosity de JPL. "Cualquiera de estos procesos implican el agua. Si podemos determinar qué pasó, vamos a aprender más acerca de otras condiciones en los antiguos ambientes húmedos."

El agua que es ácida tendería a llevar otros ingredientes de distancia y dejar de sílice atrás. Alcalina o agua neutra podrían traer en sílice disuelta que se deposita a partir de la solución. Además de la presentación de un rompecabezas sobre la historia de la región donde Curiosity está trabajando, los hallazgos recientes en el Monte de Sharp tienen discusiones interesantes vinculados a lo que un rover anterior, Espíritu, que se encuentra a mitad de camino alrededor de Marte. No se observaron signos de acidez sulfúrica, pero el equipo de la ciencia del Curiosity todavía está considerando dos escenarios - y otros - para explicar los hallazgos en el Monte de Sharp.

Curiosity ha estado estudiando las capas geológicas del monte Sharp desde 2014, después de dos años de trabajo productivo en las llanuras que rodean la montaña. La misión entregó pruebas en su primer año que los lagos en la zona hace millones de años ofrecen condiciones favorables para la vida, si alguna vez vivieron microbios en Marte. Como Curiosity alcanza capas sucesivamente más jóvenes hasta las laderas del monte de Sharp, la misión está investigando cómo las antiguas condiciones ambientales evolucionaron de los lagos, ríos y deltas a la dura aridez de Marte de hoy.

 Hace siete meses, Curiosity se acercó a "Marias Pass," donde dos capas geológicas están expuestos en contacto entre sí. El Instrumento láser del rover para examinar composiciones desde la distancia, la Química y la cámara (ChemCam), detectó sílice abundante en algunos objetivos a su paso por el camino hacia la zona de contacto. El instrumento “Dinámica Albedo de Neutrones” del rover detectó simultáneamente que la composición de la roca era única en esta área.

Vista de “Marias Pass” en un círculo completo de 360°

Este panorama de 360 grados muestra el área "Marias Pass", en el centro, y parte de la ladera a la derecha que rover Curiosity subió para llegar hasta allí. NASA / JPL-Caltech.

La escena combina varias imágenes tomadas por la cámara de Curiosity Navegación (NavCam) el 22 de mayo 2105, durante el día marciano 992, o sol 992. El Norte esta en ambos extremos; el sur está en el medio. En el sol anterior, Curiosity llegó a esta ubicación subiendo una pendiente con una inclinación de hasta 20 grados. Desde esta ubicación, del rover con la cámara (ChemCam) examinó un objetivo de rock llamada "Elk" y encontró en su composición alrededor de 80 por ciento de sílice.

Figura 1 incluye anotación identificar el objetivo Elk.

"El alto índice de sílice fue una sorpresa - tan interesante que retrocedimos para investigar con más de los instrumentos del Curiosity", dijo Jens Frydenvang del Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México y la Universidad de Copenhague, Dinamarca.

Recopilación de pistas sobre sílice fue un énfasis importante en las operaciones de rover en un lapso de cuatro meses y un recorrido de alrededor de un tercio de milla (medio kilómetro). Las investigaciones incluyeron muchas más lecturas de ChemCam, además de mediciones de la composición elemental por el espectrómetro de rayos X de partículas alfa (APXS) en el brazo y minerales de identificación del rover de las muestras de roca en polvo por la Química y Mineralogía (CheMin) del instrumento en el interior del vehículo.

“Buckskin” fue el primero de las tres rocas donde se recolectaron muestras durante ese período. La identificación CheMin de tridimita llevó al equipo a mirar posibles explicaciones: "Podríamos resolver este determinando si tridimite en el sedimento proviene de una fuente volcánica o tiene otro origen", dijo Liz Rampe, de Aerodyne Industrias en el Centro Espacial Johnson de la NASA, Houston. "Muchos de nosotros estamos en nuestros laboratorios tratando de ver si hay una manera de hacer tridimita sin una temperatura tan alta".

Añadiendo al rompecabezas, en las rocas perforadas por Curiosity, en el llamado “Buckskin”, han encontrado un  mineral llamado tridimita (La tridimita o asmanita es un polimorfo del SiO2, y se encuentra principalmente en dos formas: Tridimita alfa, la cual cristaliza en el sistema monoclínido u ortorrombico, y la Tridimita beta, la cual cristaliza en el sistema hexagonal), raro en la Tierra, y nunca antes visto en Marte. El origen habitual de tridimita en la Tierra implica altas temperaturas en las rocas ígneas o metamórficas, pero las rocas sedimentarias finamente estratificadas examinadas por Curiosity han sido interpretadas como depósitos lacustres. Además, tridimita se encuentra en depósitos volcánicos con alto contenido de sílice. Las rocas en la superficie de Marte en general tienen menos de sílice, como los basaltos en Hawai, aunque algunos (silícico) rocas ricas en sílice han sido encontrados por exploradores y orbitadores de Marte. Magma, el material de origen fundido de los volcanes, puede evolucionar en la Tierra para convertirse en silícico. La Tridimita encontrada en Buckskin puede ser evidencia de la evolución magmática en Marte.

Curiosity - El gráfico de la derecha presenta la información del análisis efectuado por el rover Curiosity, del polvo de roca extraído en la perforada efectuada en "Buckskin". NASA / JPL-Caltech / MSSS

El análisis de difracción de rayos X de la muestra en el interior del instrumento Química y Mineralogía (CheMin) del rover reveló la presencia de un mineral que contiene sílice llamado tridimita. Esta es la primera detección de tridimita en Marte. Picos en el patrón de difracción de rayos X son de minerales en la muestra, y cada mineral tiene un conjunto de diagnóstico de picos que permite la identificación. La imagen de Buckskin fue tomada por la cámara MAHLI el 30 de julio de 2015.

Curiosity - El gráfico de la derecha presenta la información del polvo de roca perforados en "Big Sky" y "Greenhorn". NASA / JPL-Caltech / MSSS

El análisis de difracción de rayos X de la muestra "Greenhorn" realizada por CheMin reveló una abundancia de sílice en forma de ópalo no cristalina. La amplia joroba en el fondo del patrón de difracción de rayos X para Greenhorn, en comparación con Big Sky, permite el diagnóstico de sílice en forma de ópalo. La imagen de Big Sky en la parte superior izquierda fue tomada por la cámara MAHLI del rover el día 29/09/2015 durante el Sol 1119. La perforación en Greenhorn, abajo a la izquierda, fue tomada el 18 de octubre, 2015 (Sol 1137).

'Big Sky' y el Área de perforación 'Greenhorn' en el Monte de Sharp.

En la fotografía que se muestra abajo, tomada por la cámara del Mastil del Rover (Mastcam), muestra una superficie en la "Cuenca Bridger" que incluye los lugares donde el Rover ha perforado el objetivo llamado "Big Sky" en Sol de la misión 1119 (29 de septiembre 2015) y el objetivo llamado "Greenhorn" en Sol 1137 (18 de octubre 2015). 

NASA / JPL-Caltech / LANL / CNES / IRAP / LPGNantes / CNRS / IAS.

La escena combina porciones de varias observaciones tomadas de soles de 1112 a 1126 (22 septiembre-6 octubre 2015), mientras Curiosity estaba estacionado en el lugar de la perforación Big Sky. El taladro es visible en la parte inferior de la escena. El objetivo de Greenhorn, en una zona de fractura pálida cerca del centro de la imagen, aún no había sido perforado cuando se tomaron las imágenes que lo componen. Los investigadores seleccionaron este par de sitios de perforación para investigar la naturaleza de enriquecimiento de sílice en esas zonas. Figura muestra la ubicación de Big Sky y los objetivos de perforación Greenhorn y con indicadores con códigos de colores la cantidad de sílice en objetivos examinados por los instrumentos del Rover. Una escala a la derecha muestra el porcentaje de sílice (SiO2), en peso, correspondiente a la codificación por colores. El enriquecimiento en sílice corresponde claramente a las zonas de fractura.

Fuente

JLP/NASA / JPL-Caltech / Univ. De Arizona.

LANL / CNES / IRAP / LPGNantes / CNRS / IAS.