El Perseverance toma la primera muestra de roca en Marte, un paso importante en la búsqueda de vida extraterrestre

Con el zumbido de un taladro, un geólogo robótico a unos 393 millones de kilómetros de distancia acaba de hacer historia al recolectar la primera muestra de Marte que será enviada a la Tierra. Sellada en un tubo hermético y ultralimpio, la muestra es un hito importante en un esfuerzo multimillonario para finalmente responder a la pregunta: ¿Hubo alguna vez vida en el planeta rojo?

La maniobra exitosa del rover Perseverance de la NASA se produjo después de que el primer intento de muestreo fallara el mes pasado cuando una roca débil y desgastada en el suelo del cráter se desmoronó en pedazos. Esta vez el equipo lo intentó en un lugar diferente, extrayendo un cilindro del tamaño de un dedo de una roca más sólida de un peñasco situado en un risco de casi un kilómetro de largo.

"Para los científicos de la NASA, esto es realmente un momento histórico", señala Thomas Zurbuchen, administrador asociado de ciencia de la NASA, en un comunicado de prensa.

Sin embargo, el proceso no estuvo exento de contratiempos. Si bien las primeras imágenes mostraban la roca marrón moteada ubicada dentro de su tubo, la muestra desapareció de la vista después de que el rover sacudiera el tubo para limpiar el polvo. Un día más de análisis demostró que el premio simplemente se había deslizado más al fondo del tubo. Fue entonces cuando el Perseverance selló el preciado tubo y lo guardó en sus "tripas".

Esta muestra es solo la primera de las docenas que se recolectarán en los próximos meses. Cuando termine la recolección de muestras, el róver las dejará sobre la superficie de Marte y una misión futura las recogerá y llevará las rocas a los ansiosos científicos terrestres.

"Se siente algo surrealista", señala Vivian Sun del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, quien codirige la primera campaña científica de la misión. "Lo que estamos haciendo ahora tendrá un impacto en la ciencia de Marte durante mucho tiempo".

Además del muestreo, Perseverance está equipado para olfatear, saborear y observar el paisaje marciano con mayor detalle que nunca, lo que ayudará a los científicos a descubrir el pasado acuático del planeta y buscar indicios de microbios marcianos que alguna vez pudieron haber prosperado en ríos y lagos ahora desaparecidos. El escenario de esta búsqueda dramática es el cráter Jezero, una cuenca de 45 kilómetros de ancho excavada por el impacto de un meteorito hace miles de millones de años.

Perseverance tocó tierra cerca del borde del cráter en febrero de 2021 después de una desgarradora caída de siete minutos a través de la delgada atmósfera de Marte. Aunque el suelo bajo las seis ruedas del rover ahora está reseco, las rocas rojizas y la arena contienen pistas de un pasado inundado de agua. El equipo científico explorará esta región con el conjunto avanzado de instrumentos del rover, seleccionando muestras desde el suelo del cráter hasta un antiguo delta de un río y más allá.

"Nos vamos a sorprender", dice Nina Lanza, científica planetaria y líder del equipo de Exploración Espacial y Planetaria del Laboratorio Nacional de Los Alamos. "Vamos a aprender cosas que nunca podríamos haber imaginado".

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Los enigmas geológicos de Jezero

Los científicos creen que Marte estuvo una vez envuelto en una atmósfera espesa, lo que ayudó a atrapar suficiente calor para evitar que el agua se congelara y produjo suficiente presión para evitar que el líquido se evapore y escape como gas. Pero en algún momento la atmósfera se adelgazó y el clima de Marte dio un giro dramático. Hace tres mil millones de años, el planeta estaba reseco y Marte se convirtió en la bola de polvo roja que vemos hoy.

Se desconoce exactamente por qué y cómo sucedió esto. Las rocas de Jezero ofrecen la oportunidad de estudiar esta dramática transformación, capturando el fragmento de tiempo clave durante el cual tuvo lugar el gran secado. "A medida que exploramos diferentes partes del cráter dentro de Jezero, tenemos el potencial de avanzar en el tiempo", señala Kathryn Stack Morgan, científica adjunta del proyecto en el JPL de la NASA.

Jezero es un cráter dentro de un cráter. Se encuentra en el borde occidental de la cuenca Isidis, un cráter en expansión de unos 1207 kilómetros de ancho explotado por una enorme roca espacial hace unos 3.900 millones de años. Un impacto posterior esculpió el cuenco rocoso interior ahora conocido como Jezero. Luego vino el agua.

Los ríos sinuosos se derramaron sobre el borde del cráter, alimentando lo que se convirtió en un antiguo lago. El agua disminuyó a medida que se vertía en la cuenca, lo que provocó que la arena y el lodo suspendidos se depositaran en el fondo del lago y formaran un par de deltas, que se desplegaron alrededor de las ramificaciones de los cursos de agua.

El rover explorará los restos secos del delta más grande del cráter, que se encuentra en el borde occidental de Jezero. La rápida acumulación de sedimentos de este delta podría haber enterrado y conservado fácilmente las señales de vida, si existiera, antes de que los ríos se secaran hace aproximadamente 3.500 millones de años.

Una brecha en el borde opuesto a este abanico de arena, conocida como Pliva Vallis, marca el lugar donde el agua alguna vez fluyó fuera del lago. La presencia tanto de una entrada como de una salida sugiere que las aguas del lago se refrescan constantemente, evitando que las sales se acumulen a niveles que podrían haber sido dañinos para muchas formas de vida y quizás convirtiendo a Jezero en un lugar privilegiado para que los microbios prosperen. 

"Como geóloga, no puedo evitar emocionarme por comprender la historia de Marte", señala Bethany Ehlmann, científica planetaria del Instituto de Tecnología de California.

"Una roca con mal comportamiento"

Para recolectar la recompensa geológica de Jezero, el sistema de muestreo de Perseverance está compuesto por un trío de robots que trabajan en conjunto para perforar cilindros de roca, sellarlos en tubos herméticos y depositarlos en un estante de almacenamiento dentro del vientre del rover. "Es una nave espacial dentro de una nave espacial", dice Ian Clark, un ingeniero de sistemas en JPL que forma parte del equipo de Perseverance.

Durante el primer intento de muestra de Perseverance, el rover apuntó a un mosaico entrelazado de piedras de color marrón rojizo claro que forman franjas del suelo del cráter, quizás las rocas más antiguas que el rover encontrará en Jezero. Las pistas de la órbita y los análisis del rover en el suelo apuntan a un origen volcánico de estos "adoquines", como las llama el equipo. Si ese es el caso, devolver estas rocas a la Tierra permitiría a los científicos fecharlas con precisión utilizando elementos radiactivos, lo que ayudaría a reconstruir el complejo pasado de la región.

Pero el primer intento de muestreo dejó al equipo con las manos vacías. Si bien el sistema de muestreo del rover inicialmente parecía funcionar según lo planeado, el tubo sellado permaneció vacío. Los análisis posteriores sugirieron que la interacción de la roca con el agua antigua eliminó gran parte del pegamento geológico que la unía, lo que provocó que la muestra se desmoronara en pedazos bajo los golpes de percusión del taladro.

El equipo no ha perdido la esperanza de tomar muestras del suelo del cráter y planean buscar eventualmente adoquines menos desgastados para perforar, escribe Ken Farley, un científico del proyecto Perseverance, en una publicación de blog.

Pero para su segundo y más reciente intento de perforación, el equipo dirigió el rover hacia el oeste para buscar rocas "lo más diferentes posible" de los adoquines.  El rover se centró en una roca en la cima de una cresta de más de medio kilómetro de largo llamada Artuby. De pie sobre el paisaje, la roca parece haber resistido eones de golpes, lo que sugiere que sería lo suficientemente resistente como para soportar la perforación.

La roca muestreada parece similar a otras rocas que emergen del suelo del cráter, a veces llamadas "rocas altas", dice Roger Wiens, científico planetario del Laboratorio Nacional de Los Alamos e investigador principal de la SuperCam de Perseverance. Al principio, el equipo planeó tomar muestras de una de estas rocas de gran altura, así como de los adoquines. "Pero queríamos comenzar con lo que pensamos que sería más fácil, que serían los más suaves, y, uh, vaya", se ríe Wiens.

Ahora, el núcleo recién almacenado confirma que la primera muestra era "simplemente roca de mal comportamiento", como sospechaba Farley, en lugar de un problema con los mecanismos del rover para perforar y almacenar los núcleos.

Recolectar más muestras y enviarlas a casa

Con la primera muestra guardada de forma segura, el rover pronto se doblará hacia el este y luego se moverá hacia el norte hasta el delta, estudiando las formaciones rocosas a lo largo del camino. Un tipo de característica que los científicos están ansiosos por analizar es la roca finamente estratificada. Tales laminaciones se pueden encontrar en la Tierra en sedimentos depositados por el agua, el viento o, a veces, los volcanes.

En el agua, las laminaciones se acumulan a partir de la lenta deposición de lodo, una capa a la vez, lo que podría haber conservado rastros de vida en Jezero, así como la química del lago ahora desaparecido, proporcionando "un verdadero archivo" de las condiciones en las que las rocas se formaron, dice Keyron Hickman-Lewis, geobiólogo del Museo de Historia Natural de Londres y científico de muestras de retorno en la misión Perseverance. 

Las capas son comunes en los deltas, incluido el de Jezero, pero el rover también espió laminaciones prometedoras en unidades de roca en el suelo del cráter. En una conferencia de prensa del 21 de julio, Farley sacó una imagen de un depósito en el suelo de un cráter que parece una pila desigual de papeles marrones. "Este es exactamente el tipo de roca que más nos interesa investigar", afirmó. Pero los científicos todavía están investigando qué procesos formaron estas rocas, ya sean sedimentos, volcanes o una mezcla de ambos, dice Wiens.

En el delta, otros dos objetivos atractivos son las arcillas y los minerales de carbonato, que Ehlmann y sus colegas de Caltech detectaron por primera vez en Jezero usando datos orbitales hace más de una década. En la Tierra, los carbonatos a menudo tienen vínculos estrechos con la vida y pueden preservar estructuras exquisitas, como las capas finamente arrugadas de antiguas esteras microbianas conocidas como estromatolitos. Las arcillas pueden sepultar rápidamente material orgánico y, si existe alguno en Marte, pueden estar protegiéndolo de la destructiva radiación cósmica que estalla en la superficie del planeta.

Otro posible objetivo interesante de estudio son las rocas ricas en manganeso. Los minerales de manganeso se pueden formar de muchas formas, pero los microbios a veces intervienen en el proceso.

Lanza de Los Alamos y sus colegas sugirieron en un estudio reciente que las cianobacterias podrían producir barnices ricos en manganeso que comúnmente recubren las rocas que se encuentran en los desiertos de todo el mundo. Los microbios pueden usar los minerales como una especie de protector solar, protegiéndose de la fuerte radiación ultravioleta.

El manganeso se vio previamente en Marte en el cercano cráter Gale, donde el rover Curiosity está ocupado con sus propias investigaciones. El equipo cree que podrían haber encontrado algunos en Jezero también, pero todavía están trabajando para confirmar su presencia y determinar cuánto hay allí. El manganeso en Marte puede presentarse en muchas formas y puede crear una capa similar en las rocas dentro del cráter.

"Si vemos algo que sea como barniz de roca, deberíamos detenernos y mirar más de cerca", dice Lanza.

Encontrar vida como la conocemos

Una vez que se hayan recolectado y almacenado en caché decenas de muestras, otra misión tendrá que aterrizar en el planeta para recogerlas. La NASA y la Agencia Espacial Europea están diseñando un módulo de aterrizaje equipado con un "explorador de búsqueda" que podría lanzarse en el 2026.

Un pequeño cohete en el módulo de aterrizaje llevaría las rocas preciosas a la órbita alrededor de Marte, donde un orbitador las tomaría y las llevaría de regreso a la Tierra, liberando las muestras en una pequeña sonda que aterrizaría en el desierto de Utah.

Una vez que las muestras estén a salvo en la Tierra, los científicos utilizarán herramientas sofisticadas para descubrir los secretos que se encuentran dentro de los restos rocosos. Pero incluso entonces, quedan por delante grandes desafíos en la búsqueda de vida extraterrestre antigua. Los expertos debaten qué tipo de evidencia sería suficiente para identificar formas de vida extremadamente tempranas, incluso en la Tierra. Los reclamos de vida que existían hace miles de millones de años en nuestro planeta han provocado disputas de varios años y han provocado cismas entre científicos.

Un debate reciente involucró una serie de rocas de 3.700 millones de años en la costa suroeste de Groenlandia. En el año 2016, un equipo de científicos declaró que un conjunto de triángulos arrugados en la roca eran rastros de actividad microbiana, lo que los convertiría en la vida fósil más antigua conocida. Pero la geóloga del JPL Abigail Allwood y sus colegas sospechaban. Cuando regresaron para estudiar el afloramiento, surgió una imagen diferente. Las arrugas no fueron causadas por microbios en movimiento, sino por procesos geológicos que aplastaron la piedra.

"No hay nada como estar parado frente a los afloramientos para darte una idea de lo que está sucediendo. No se puede hacer a través de la lente de una cámara", dice Allwood. Sus palabras captan cuando se da cuenta de lo que está diciendo y agrega con una sonrisa, "que es exactamente lo que estamos tratando de hacer en Marte".

Dado que el equipo humano no puede pararse físicamente en Marte, Perseverance está equipado para darles una mirada a las rocas en múltiples escalas, desde imágenes de todo el paisaje hasta análisis químicos de fragmentos de roca del tamaño de un alfiler. Allwood es el investigador principal del instrumento PIXL de Perseverance, que puede tomar imágenes de características diminutas y usar rayos X para medir la química de la roca marciana.

Aún así, solo se puede deducir mucho desde lejos, razón por la cual el muestreo es tan importante. Cuando esas muestras regresen, proporcionarán la primera mirada de cerca al material prístino del planeta rojo. Como dice Lanza: "Va a cambiar todo para la ciencia de Marte".