Geoquímica: La NASA ha fet avui una conferència de premsa sobre la biosignatura potencial identificada en les mostres marcianes captades pel rover Perseverance i trameses a la Terra. Joel A. Hurowitz és el primer autor d’un article aparegut avui a la revista Nature sobre les associacions minerals i orgàniques promogudes per reaccions redox en aquestes mostres. Perseverance va prendre mostres de roques ígnies i sedimentàries del cràter Jezero. En arribar a Neretva Vallis, en el límit occidental del cràter, Perseverance topà amb la formació Brigth Angel, formada per afloraments de fangolita i conglomerats. Hurowitz et al. fan un repàs geològic, petrogràfic i geoquímic d’aquestes roques, mostrant que la fangolita portadora de carboni orgànic conté fronts de reacció en nòduls submil·limètrics enriquits en minerals de fosfat i sulfur de ferro ferrós. Es tractaria, probablement, de vivianita i greigita. El carboni orgànic present hauria participat en reaccions redox post-deposicionals. Aquestes reaccions tingueren lloc a baixa temperatura. Ara caldrà esperar als resultats de noves anàlisi per determinar l’origen dels minerals i de la matèria orgànica d’aquestes textures.
Hurowitz et al. han identificat processos redox en mostres marcianes analitzades a la Terra
Fer arribar un tros de Mart a la Terra en condicions prístines
La missió NASA Perseverance, del 2020, és la primera dissenyada per retornar a la Terra mostres de roca, regolita i atmosfera per a fer-hi investigacions de laboratori. Concretament, la NASA Perseverance havia d’aterrar al cràter Jezero (llac en serbocroat). L’instrumental científic del rover té la capacitat de caracteritzar roques, textures i biosignatures orgàniques i inorgàniques.
La Perseverance ha estat tres terrenys geològics a Jezero:
- el sòl del cràter, que inclou antics fluxos de lava i cúmuls ignis, que haurien experimentat una alteració aquosa.
- el ventall occidental, una seqüència de roques sedimentàries derivades de fonts màfiques i ultramàfiques i dipositades en un context fluvial-deltaic-lacustre.
- la Unitat Marge, una seqüència de roques amb signatures espectroscòpiques d’oliví i carbonat, entre la vora del cràter i el Ventall Occidental.
Seguint les analogies eslaves, una vall incisa en la vora del cràter Jezero rep el nom de Neretva Vallis. Aquest fou el canal alimentari del Ventall Occidental. La Perseverance explorà inicialment un aflorament brillant del marge nord del Neretva Vallis, que va rebre el nom de ‘Bright Angel’. Les imatges HiRISE de la Perseverance indicaven una estratificació a escala de metres en aquesta formació. Més endavant, la Perseverance explorà estrats exposats en el marge sud del Neretva Vallis, en una àrea denominada ‘Masonic Temple’, de característiques similars a ‘Bright Angel’.
Les dades radar RIMFAX de la Perseverance suggerien que la formació Bright Angel es troba per damunt de la Unitat Marginal.
Les observacions dels afloraments
La formació Bright Angel consisteix en blocs de vora un metre formats per la fractura i meteorització física de l’aflorament. La Perseverance va fer anàlisi a l’espai ‘Beaver Falls’ d’aquesta formació amb els instruments PIXL, SHERLOC, WATSON, SuperCam i Mastcam-Z. S’analitzà una roca que contenia els objectius designats com a ‘Chevaya Falls’, ‘Apollo Temple’ i ‘Sapphire Canyon’. En aquesta roca hi ha capes alternades de vora un centímetre de material recessiu rogenc i material resistent de color més clar. Estratigràficament per sota hi ha l’objectiu designat com a ‘Steamboat Mountain’, de color més fosc.
Les textures macroscòpiques de Bright Angel són diverses i complexes. Hi ha trets nodulars de diversos centímetres. En l’àrea de Masonic Temple hi ha conglomerats representats pels objectius ‘Bass Camp’ i ‘Wallace Butte’.
Relacions petrogràfiques
La major part del volum de la formació Bright Angel consta d’un component de gra fi (30-110 μm), classificat com a fangolita. Els conglomerats de Masonic Temple contenen una matriu de la mateixa fangolita. Aquesta fàcies té colors diversos, del roig al gris clar. El color roig seria degut a una abundància d’ió fèrric (Fe3+), més freqüent a Masonic Temple que a Bright Angel. Els espectres NIR indiquen que les roques de la formació Bright Angel són feblement hidratades.
L’instrument SHERLOC detectà matèria orgànica als objectius de Bright Angel, però no pas a Masonic Temple.
Les anàlisis elementals per fluorescència de raigs X de PIXL indiquen que la formació Bright Angel és rica en SiO2, Al2O3 i FeO, i pobre en MgO i MnO. Els pics de difracció en vetes de sulfat de calci i nòduls suggereixen la presència de bassanita, indicativa d’una precipitació i deshidratació de guix en un context de baixa temperatura.
Origen i context de la deposició
La formació de Bright Angel seria fangolita dipositada des d’una suspensió. L’enriquiment en Si, Al i Fe3+ respondria una meteorització química i oxidant. Cal pensar en un procés de meteorització, erosió, transport i deposició des de l’aigua.
Nòduls i fronts de reacció
En la fangolita de Bright Angel apareixen masses irregulars de 100-200 μm, com si fossin llavors de rosella. Són de color fosc, entre blau i verd. Aquestes masses són riques en Fe, P i Zn. Hurowitz et al. pensen que serien acumulacions de vivianita (Fe2+3(PO4)2·8H2O) o un mneral semblant. S’haurien format per processos químics posteriors a la deposició de la fangolita, tractant-se doncs de nòduls autogènics.
També serien nòduls autogènics les ‘taques de leopard’ de 0,2 a 1 mm de diàmetre. Serien igualment un front de reacció in situ.
Les vores del front de reacció són enriquides en Fe, P i Zn. També hi ha detecció de Cu. Hurowitz et al. pensen que es tractaria de greigita (Fe3+2Fe2+S4).
Hi ha una correlació entre l’abundància de vivianita+greigita i la presència de matèria orgànica.
El mecanisme de la reacció
En aquests fronts de reacció hi hauria generació de ferro i sofre reduïts, que haurien estat mobilitzats i precipitats en el sediment. La formació de la vivianita podria relacionar-se amb l’oxidació de matèria orgànica acoblada a la dissolució reductiva de Fe3+.
La hipòtesi nul·la és pensar que reaccions abiòtiques en un context de baixa temperatura produïren Fe ferrós i S reduït, concentrant-los en nòduls autogènics i fronts de reacció. Compostos orgànics d’origen abiòtic poden promoure aquestes reaccions a partir de 10 °C.
Però la hipòtesi nul·la té el problema de la suma de requeriments exigits, i no pas tots semblen complir-se. Així apareix la hipòtesi alternativa biològica. A la Terra processos semblants són mediats per microorganismes reductors del sulfat. Hom ha identificat a la Terra en roques precambrianes ‘taques de reducció’ que són atribuïdes a microorganismes.
El metabolisme al darrera de les ‘taques de reducció’ seria l’oxidació de matèria orgànica acoblada a la reducció de Fe i S, i la consegüent precipitació de fosfats i sulfurs. El ferro i el sofre oxidats eren els acceptors terminals d’electrons. És un metabolisme heteròtrof, en el sentit que consum matèria orgànica.
Horowitz et al. consideren que les característiques químiques i minerals i les textures de la formació Bright Angel serien ‘biosignatures potencials’. El mot ‘potencial’ deixa oberta l’alternativa entre processos inanimats i biològics.
Encara hi ha pendent l’anàlisi de l’objectiu Sapphire Canyon, que pot ajudar a destriar entre el procés abiòtic o biològic.
Lligams:
- Redox-driven mineral and organic associations in Jezero Crater, Mars. Joel A. Hurowitz, M. M. Tice, A. C. Allwood, M. L. Cable, K. P. Hand, A. E. Murphy, K. Uckert, J. F. Bell III, T. Bosak, A. P. Broz, E. Clavé, A. Cousin, S. Davidoff, E. Dehouck, K. A. Farley, S. Gupta, S.-E. Hamran, K. Hickman-Lewis, J. R. Johnson, A. J. Jones, M. W. M. Jones, P. S. Jørgensen, L. C. Kah, H. Kalucha, T. V. Kizovski, D. A. Klevang, Y. Liu, F. M. McCubbin, E. L. Moreland, G. Paar, D. A. Paige, A. C. Pascuzzo, M. S. Rice, M. E. Schmidt, K. L. Siebach, S. Siljeström, J. I. Simon, K. M. Stack, A. Steele, N. J. Tosca, A. H. Treiman, S. J. VanBommel, L. A. Wade, B. P. Weiss, R. C. Wiens, K. H. Williford, R. Barnes, P. A. Barr, A. Bechtold, P. Beck, K. Benzerara, S. Bernard, O. Beyssac, R. Bhartia, A. J. Brown, G. Caravaca, E. L. Cardarelli, E. A. Cloutis, A. G. Fairén, D. T. Flannery, T. Fornaro, T. Fouchet, B. Garczynski, F. Goméz, E. M. Hausrath, C. M. Heirwegh, C. D. K. Herd, J. E. Huggett, J. L. Jørgensen, S. W. Lee, A. Y. Li, J. N. Maki, L. Mandon, N. Mangold, J. A. Manrique, J. Martínez-Frías, J. I. Núñez, L. P. O’Neil, B. J. Orenstein, N. Phelan, C. Quantin-Nataf, P. Russell, M. D. Schulte, E. Scheller, S. Sharma, D. L. Shuster, A. Srivastava, B. V. Wogsland & Z. U. Wolf. Nature 645: 332-340 (2025)
- NASA Says Mars Rover Discovered Potential Biosignature Last Year (comunicat de la NASA).
- Alguns comentaris sobre la missió Perseverance en aquest blog.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada