Descubrimos un nuevo tipo de roca que contiene granate dentro de un fragmento de meteorito marciano

En la Tierra, el granate es mejor conocido como la piedra natal de enero, de color rojo intenso, popular en joyería desde la Edad del Bronce y muy apreciado por los antiguos egipcios.

Nuestro equipo ha descubierto ahora un nuevo tipo de roca que contiene el mineral granate dentro de un fragmento de un meteorito del planeta Marte.

Broche victoriano de granate almandino. (Charles J. Sharp), CC BI-SA

Aunque el granate es común en la Tierra, anteriormente solo especulamos sobre su existencia en el interior marciano y encontramos pequeñas y raras inclusiones en los meteoritos marcianos que se formaron durante su expulsión del planeta.

Esta es la primera vez que se identifica un mineral dentro de una roca que potencialmente se formó dentro de la corteza del propio Marte.

Como científico planetario y geólogo, mi principal objetivo es estudiar la composición química y mineral de las rocas de Marte para ayudar a reconstruir la compleja historia del planeta. Nuestro descubrimiento de un nuevo tipo de roca rica en granate es un paso importante hacia ese objetivo.

Los minerales preservan la historia.

Marte ha sido el objetivo de numerosas misiones de exploración desde los años 60 mediante satélites, módulos de aterrizaje y rovers.

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Si bien la búsqueda de signos de vida pasada ha impulsado estos esfuerzos, los componentes inorgánicos de Marte (sus rocas y minerales) mantienen un registro de los 4.500 millones de años de historia del planeta.

Los minerales y las rocas se forman por interacciones complejas entre la geosfera, la atmósfera, la hidrosfera e incluso la influencia de la vida. Los análisis detallados de rocas y minerales recién descubiertos pueden ayudarnos a comprender cómo han evolucionado con el tiempo los procesos geológicos, el clima y el potencial habitacional resultante del planeta.

granate andradita

Granate demantoide de Madagascar. (Rob Lavinsky), CC BI-SA

Los granates son un grupo de minerales con la misma estructura cristalina y una variedad de composiciones químicas. Algunos de los tipos más comunes en este grupo incluyen almandino y piropo (gemas de piedra natal de enero de color rojo oscuro), andradita y grossularia.

La roca que identificamos contiene granate de la variedad andradita. Puede venir en muchos colores, pero suele ser amarillo o verde.

También se utilizó como piedra preciosa, a veces llamada “demantoide”.

Ambientes metamórficos

En la Tierra, los granates de andradita se encuentran comúnmente en rocas metamórficas llamadas skarns que han sido transformadas por calor intenso y reacción con fluidos.

El entorno metamórfico de la Tierra es amplio y diverso debido a la tectónica de placas activa, que ha expuesto las rocas a presiones y temperaturas extremas mediante la formación de montañas y eventos de subducción de placas.

Marte, por otro lado, carece de placas tectónicas y, como tal, el alcance y la naturaleza del metamorfismo marciano siguen siendo especulativos y limitados.

El clasto de granate (fragmento de roca) que encontramos puede representar un proceso metamórfico previamente desconocido en Marte, desafiando nuestra visión actual de la variedad de posibles ambientes geológicos en el planeta rojo. También podría haberse formado en un nuevo tipo de roca ígnea, formada a partir de lava o magma, que nunca antes habíamos visto en Marte.

Sin embargo, aunque se trata de implicaciones interesantes, todavía existen muchas incertidumbres sobre el origen y la formación de los granates.

Izquierda: Imagen de electrones de retrodispersión de un fragmento del meteorito marciano NVA 8171 analizado en nuestro estudio. El fragmento con la granada está rodeado por un círculo. Derecha: Imagen de un fragmento que muestra concentraciones de hierro (rojo), calcio (azul) y magnesio (verde). El granate andradita, rico en hierro y calcio, es de color púrpura. (Tanya Kizovski), autor proporcionado (sin reutilización) Impacto de meteorito antiguo

El meteorito que contiene granate andradita se conoce como NVA 8171 y fue encontrado en el desierto del Sahara en el noroeste de África (NVA) en 2013.

Varias piezas de este meteorito se encuentran ahora en la colección del Museo Real de Ontario, incluida la pieza que analizamos. NVA 8171 es una de las 18 piezas de meteorito marciano que han sido emparejadas con el mismo impacto de meteorito. El más famoso es NVA 7034, conocido informalmente como “Belleza Negra”.

Se confirmó que los 18 fragmentos emparejados eran de Marte porque las composiciones de los gases nobles atrapados en ellos coinciden con la atmósfera marciana, y su química mineral y composición de isótopos de oxígeno también coinciden con los valores marcianos. Las firmas de isótopos de oxígeno actúan como huellas dactilares distintas de planetas y asteroides y, a menudo, se utilizan para determinar los orígenes planetarios.

NVA 8171 también pertenece a una clase de meteoritos llamados “meteoritos de brecha de regolito polimímico marciano”. Esencialmente, estos meteoritos están formados por varias rocas que se han roto y vuelto a ensamblar en la superficie de Marte o cerca de ella por impactos de meteoritos antiguos.

Posible origen marciano

Si bien se ha confirmado que NVA 8171 se originó en Marte, determinar si el fragmento que contiene granate también se formó en Marte es más complejo.

La evidencia de un origen marciano es sólida e incluye:

1) La química de los granos de piroxeno cubiertos de granate coincide mucho con los valores típicos marcianos. Aunque no es tan definitivo como los isótopos de oxígeno, la química del piroxeno se utiliza a menudo como marcador del origen planetario.

2) La textura y mineralogía del fragmento que contiene granate es relativamente similar a los demás observados en NVA 8171.

3) El fragmento está incrustado en un meteorito marciano. Esto puede parecer un poco obvio, pero es un punto fuerte que no debe subestimarse.

El concepto de este artista representa una época hace 4.500 millones de años cuando los científicos creen que se produjeron impactos gigantes en Marte. (NASA/JPL-Caltech) Posibles meteoritos exóticos

Sin embargo, como se mencionó anteriormente, NVA 8171 está compuesto por una variedad de componentes rocosos que probablemente se ensamblaron en o cerca de la superficie del antiguo Marte por impactos de meteoritos. Algunos de estos componentes podrían técnicamente incluir fragmentos conservados de meteoritos exóticos “extramarcianos” de otros lugares.

Debido a esta complejidad y a la novedad de este tipo de roca rica en granate, probablemente necesitaremos medir los isótopos de oxígeno dentro del fragmento para confirmar su origen. Este tipo de análisis es destructivo y se evita mientras se realizan otros estudios.

Independientemente de su origen, el descubrimiento de granate en esta muestra de meteorito proporcionará nuevos conocimientos sobre los procesos geológicos en Marte y/o el impacto y lanzamiento de meteoritos en el Sistema Solar interior.