La disolución de micropartículas de disulfuro de hierro habría generado radicales libres que ocasionaron la precipitación de óxidos y sulfatos de hierro

El estudio se publica en la revista Scientific Reports Imagen panorámica de la superficie de Marte, tomada por el rover Spirit de la NASA.

El color rojo de la superficie de Marte podría deberse a la fuerte oxidación generada por la disolución de micropartículas de pirita en una atmósfera sin oxígeno, lo que generó radicales libres que a su vez indujeron la precipitación de óxidos y sulfatos de hierro, según muestra un estudio internacional liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y con participación de la Universidad de Vigo y la NASA.

Los resultados del estudio se publican en la revista Scientific Reports. “Las reacciones químicas acuosas catalizadas por superficies minerales pueden condicionar significativamente la evolución geoquímica de su entorno”, explica Carolina Gil Lozano, investigadora del CSIC en el Centro de Astrobiología de Madrid y primera autora del estudio. “Durante su disolución, la pirita (el disulfuro de hierro más común en la Tierra) es capaz de producir sustancias muy reactivas, entre las que se encuentra el peróxido de hidrógeno (la convencional agua oxigenada) y un conjunto de radicales libres muy inestables”, añade.

Gil Lozano explica que: “Aunque varios estudios han constatado la formación de estas sustancias químicas a partir de suspensiones de micropartículas de pirita en condiciones óxicas y anóxicas (en presencia o ausencia de oxígeno), no existe un análisis detallado de su evolución, algo necesario para comprender su función en los medios naturales”. En este trabajo se han investigado las vías de formación y descomposición de dichas sustancias combinando experimentos de laboratorio y modelos numéricos. Para realizar los experimentos los investigadores han diseñado un reactor que les ha permitido registrar en tiempo real medidas realizadas con sensores y con espectrofotometría en atmósferas controladas. “Los datos obtenidos sugieren que el peróxido de hidrogeno (agua oxigenada) generado por la superficie de la pirita reacciona con el hierro liberado en el transcurro de su disolución (mediante la conocida como “reacción de Fenton”), formando una gran cantidad de radicales libres en solución”, detalla Gil Lozano. “A partir de estos datos, construimos un modelo cinético que utilizamos para analizar la evolución de los radicales libres implicados en el proceso”.

De forma general, los resultados obtenidos revelan que a lo largo de la disolución de microparticulas de pirita se puede generar un poder de oxidación notable a partir de éstos radicales libres, incluso partiendo de atmósferas que no contienen oxígeno, como parece haber sido el caso de Marte a lo largo de toda su historia. “Bajo este contexto, parece razonable suponer que esta reacción pudo haber contribuido de alguna forma a la oxidación del sustrato marciano, induciendo la precipitación de óxidos y sulfatos de hierro. Por lo tanto, nuestros resultados pueden contribuir a explicar por qué la superficie de Marte es roja”, concluye Gil Lozano.

Este trabajo ha recibido financiación del proyecto icyMARS, European Research Council Starting Grant número 307496, dirigido por Alberto G. Fairén en el Centro de Astrobiología.

C. Gil-Lozano, A.F. Davila, E. Losa-Adams, A.G. Fairén and L.Gago-Duport. Quantifying Fenton reaction pathways driven by self-generated H2O2 on pyrite surfaces. Scientific Reports. Doi: 10.1038/srep43703

Foto: Imagen panorámica de la superficie de Marte, tomada por el rover Spirit de la NASA