El polvo marciano guarda los secretos del pasado del planeta

Químicos de la Universidad de California San Diego, han descubierto una nueva reacción química en las partículas de la atmósfera que podría permitir a los científicos conocer cómo eran la atmósfera de la Tierra y Marte hace cientos de millones de años.
Su descubrimiento también proporciona una explicación simple para la composición química inusual de inclusiones de carbonatos encontrados en un meteorito de Marte que algunos científicos creían que era una evidencia de antigua vida marciana.
"Anteriormente no sabíamos antes cómo la atmósfera podría quedar atrapado en un carbonato", explicó Mark Thiemens, decano de la División de la Universidad de California en San Diego de Ciencias Físicas, que encabezó el equipo de científicos que detallaron su descubrimiento en la primera en línea de esta semana de la Revista Journal of the Proceedings of the National Academy of Sciences.

Robina Shaheen y Mark Thiemes analizan muestran en su espectrómetro de masas. Crédito: Kim McDonald, UCSD
"Esta reacción química que tiene lugar en la superficie de los aerosoles en la atmósfera, no sólo nos ayuda a comprender cómo los carbonatos puedieron formarse en la Tierra y Marte, sino que nos da una nueva herramienta para entender mejor el cambio climático, ya que nuestro planeta se calienta y se vuelve más polvoriento. "
Robina Shaheen, investigadora postdoctoral del laboratorio de Thiemens, descubrió la reacción química y destacó su importancia en la atmósfera de la Tierra después de cuatro años de laboriosos experimentos en los que descubrió una proporción de isótopos de oxígeno 17 superior a la esperada en los granos de polvo, aerosoles y suciedad de varias partes del mundo.
Los meteoritos marcianos, como el ALH84001, que mostraba posibles evidencias de vida extraterrestre, tienen carbonatos con anomalías similares de oxígeno 17.
Los científicos habían atribuido estas anomalías durante mucho tiempo a procesos fotoquímicos que involucran al ozono y al dióxido de carbono en la ténue atmósfera de Marte, bañada por una intensa radiación ultravioleta.
Sin embargo, después de encontrar anomalías similares en carbonatos terrestres formados en los aerosoles atmosféricos, Shaheen especuló que podrían ser el resultado de otro proceso químico más común en ambos planetas.
Se analizaron con minucioso detalle en el laboratorio y en la atmósfera de la Tierra cómo interactúan las moléculas de ozono con los aerosoles minerales de polvo, los aerosoles marinos y de otras fuentes para formar peróxido de hidrógeno y carbonatos que contienen esta misma anomalía de isótopo de oxígeno.
"Lo que descubrió fue que la pequeña capa exterior de los granos era donde estos procesos químicos ocurrían", explicó Thiemens. "Es el ozono de la atmósfera al mezclarse con agua y dióxido de carbono, el que produce un tipo completamente distinto de procesos químicos, uno que no está en ninguno de los modelos."
Mientras que en los modelos actuales de los procesos atmosféricos se asume que la mezcla de grandes volúmenes genera los procesos químivos de la atmósfera de la Tierra, los químicos de la Universidad de California San Diego piensan que su descubrimiento puede obligar a un replanteamiento de esta idea, especialmente porque la atmósfera de la Tierra se calienta y se hace más polvorienta, propiciando más oportunidades para que este tipo de procesos químicos tengan lugar en los aerosoles.
"Podemos producir procesos químicos en un grano que es mucho más rápido y fácil en muchos aspectos de lo que es posible en otros procesos atmosféricos", añadió Thiemens.

Los aerosoles son partículas en suspensión en la atmósfera. En la imagen vemos un aerosol de arena del Desierto del Sahara sobre el Océano Atlántico y las Islas Canarias
Shaheen, que analizó los carbonatos del meteorito marciano ALH84001 descubrió que podrían haberse formado en los aerosoles de la atmósfera marciana, dijo que la sonda Phoenix de la NASA detectó recientemente carbonatos asociados con las partículas de polvo de la atmósfera de Marte. "Pensamos que podría ser este mismo mecanismo el que estaba actuando", agregó.

Los carbonatos del meteorito ALH 84001 podrían haberse formado por procesos químicos abióticos relacionados con los aerosoles marcianos en lugar de tener un origen biológico
Además de comprender los procesos atmosféricos actuales y futuros en la Tierra y Marte, el nuevo descubrimiento ofrece la posibilidad de extraer información sobre la atmósfera de la Tierra, en particular sus niveles de oxígeno, descubiertos en carbonatos de rocas antiguas de hace millones de años, un periodo mucho más largo del que los científicos pueden ahora obtener información sobre la atmósfera antigua analizando los núcleos de hielo.
El desarrollo de esta nueva herramienta para explorar atmósferas antiguas podría ser el aspecto más significativo del descubrimiento de los químicos de la Universidad de California.
"Hemos encontrado una nueva forma de medir la atmósfera de la Tierra en períodos de tiempo en los que antes no podíamos hacerlo", afirmó Thiemens. "¿Qué pasó con los niveles de ozono y oxígeno hace 65 millones de años durante el período Cretácico-Terciario, cuando los dinosaurios y muchas otras formas de vida murieron en una extinción masiva? ¿Quién murió primero? ¿Desapareció la cadena alimentaria antes de desaparecer los dinosaurios?
Hace 251 millones de años durante el periodo Pérmico-Triásico, ocurrió la extinción masiva más grande de la Tierra, desapareció el 85% de la vida y nadie sabe por qué. No existen registros sobre lo sucedido en la atmósfera. Pero si pudieramos descubrir lo que les sucedió a los niveles de oxígeno, podríamos responder a preguntas como esta."
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