Astromineralogía Mineralogía Espacial: Fundamentos...

6
MACLA 4/5 2006 SEMINAR IOS Astromineralogía y Mineralogía Es p acial: Fundamentos, p ers p ectivas científicas e im p ortancia de los meteoritos JESÚS MARTÍNEZ-FRÍ AS1, ROS ARIO LUNAR2y FER NANDO RULL1,3 1 Centro de Astrobiología, CSICIINTA, asociado al NASA Astrobiology Institue, Ctra de Ajalvir, km. 4, 28850 Torrejón de Ardoz, Madrid. 2 Departamento de Cristalografía y Mineralogía, Facultad de e. e. Geológicas, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid 3 Cristalografía y Mineral ogía y Unidad Asociada CSIC - Universidad de Valladolid, 47011 Valladolid RESUMEN Se realiza una revisión detallada de los conceptos de astromineralogía y mineralogía espac ial, concretando sus ámbitos actuales de aplicación de acuerdo con su evolución histórica y científica. Se propone que los minerales constituyen los « ladri llos clave» de la materia en el universo; unidades bás icas que nos ayudan a entender su funcionamiento a dist intas escalas. Se describen los t ipos principales de astrominerales y se evalúa la impor- tancia de los minerales presentes en los meteoritos para entender los procesos desarrollados en el sistema solar. Por último, se plantea que la consolidación de la astromineralogía y mineralogía espacial se produce mediante la relación de la geología planetar ia, la astrofísica y la astroquímica, s in olvidar el importantísimo papel que juegan las nuevas técnicas espectroscópicas, sobre todo para la realización de anál is is de manera remota e «in s itu». PALABRAS CLAVE: astromineralogía, mineralogía espacial, meteoritos, explorac ión espacial INTRODUCCI Ó N Aunque los términos Astromineralogía y Mineralogía Espacial puedan parecer redundantes en su significado, existen razones científicas de peso que, no sólo just if ican esta doble denominación, sino que abren nuevas perspec- tivas sobre la e sencia misma de lo que se debe o no consi- derar un mineral. Como se expondrá más adel ante, l a di- ferenciación de ambos términos: a) se corresponde con el «medio» en que los minerales se originan y distribuyen en el universo y b) es importante tanto en el ámbito de la geología planetaria como de la astrofís ica y astroquímica. El espacio entre las estrellas no está vacío sino que se en- cuentra preñado de materia interestelar, con planetas, cuerpos planetarios de dist intas dimensiones, asteroides, cometas, y partículas de polvo de distinto tamaño, com- posición y procedencia. Po r ello, los mine rales pueden considerarse los «ladr illos c lave» de la materia en el uni- verso; unidades bás icas que nos ayudan a entender su funcionamiento a distintas escalas. Para alca nzar este ob- jetivo, el ser humano tiene que explorar e l Espacio, pero sin olvidar que una parte fundamental de las respuestas las podemos obtener en nuestro propio planeta. La mineralogía de la Tierra es crucial para determinar los parámetros físico-químicos y los contextos geológicos «análogos» en los que se enmarcan los distintos t ipos y combinac iones de paragénesis minerales ex istentes en otros lugares del universo. EVOLUCI Ó N HIST Ó RICA Y CIENT Í FICA. ADE- CUACI Ó N A LOS NUEVOS DESCUBRIMIE NTOS La mineralogía y la investigación espac ial han sido campos científicos separados ha sta hace aproximadamen- te 200 años, cuando Chladni, investigador de la Universi- dad de Berlín, se atrevió a proponer que los meteoritos no se generaron en la Tierra, sino que procedían del espacio exterior. Ese momento fue clave para la mineralogía, a pesar de que, como se indica en Martinez-Frias y Barrera (2000) y Martínez-Frías et al. (2004), salvo contadas ex- cepciones como Olbers en Alemania y Howard en Gran Bretaña, la respuesta de la comunidad científ ica fue prác- ticamente unánime en contra de las ideas de Chladni. A pesar del vigor científico de la época, los expertos llega- ron a la conclusión de que la caída de los meteoritos sobre la Tierra era imposible y este comportamiento de no acep- tación de un fenómeno de origen desconoc ido como real, simplemente por no ser entendido, retardó el desarrollo de la ciencia de los meteor itos en general y de todos sus aspectos relacionados (su mineralogía, petrología, C 4/5 Página 1 9

Transcript of Astromineralogía Mineralogía Espacial: Fundamentos...

Page 1: Astromineralogía Mineralogía Espacial: Fundamentos ...ehu.eus/sem/macla_pdf/macla4_5/Macla4_5p19.pdf · funcionamiento a distintas escalas. ... do del avance del conocimiento, como

MACLA 4/5 2006 S E M I N A R I O S

Astromineralogía y Mineralogía Espacial: Fundamentos,

perspectivas científicas e importancia de los meteoritos

JESÚS MARTÍNEZ-FRÍAS1, ROSARIO LUNAR2 y FERNANDO RULL1,3

1 Centro de Astrobiología, CSICIINTA, asociado al NASA Astrobiology Institue, Ctra de Ajalvir, km. 4, 28850 Torrejón de Ardoz, Madrid.

2 Departamento de Cristalografía y Mineralogía, Facultad de e. e. Geológicas, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid

3 Cristalografía y Mineralogía y Unidad Asociada CSIC-Universidad de Valladolid, 4701 1 Valladolid

RESUMEN

Se realiza una revisión detallada de los conceptos de astromineralogía y mineralogía espacial, concretando sus ámbitos actuales de aplicación de acuerdo con su evolución histórica y científica . Se propone que los minerales constituyen los «ladrillos clave» de la materia en el universo; unidades básicas que nos ayudan a entender su funcionamiento a distintas escalas . Se describen los tipos principales de astrominerales y se evalúa la impor­tancia de los minerales presentes en los meteoritos para entender los procesos desarrollados en el sistema solar. Por último, se plantea que la consolidación de la astromineralogía y mineralogía espacial se produce mediante la relación de la geología planetaria, la astrofísica y la astroquímica, sin olvidar el importantísimo papel que juegan las nuevas técnicas espectroscópicas, sobre todo para la realización de análisis de manera remota e «in situ» .

PALABRAS CLAVE : astromineralogía, mineralogía espacial, meteoritos, exploración espacial

INTRODUCCIÓN

Aunque los términos Astromineralogía y Mineralogía Espacial puedan parecer redundantes en su significado, existen razones científicas de peso que, no sólo justifican esta doble denominación, s ino que abren nuevas perspec­tivas sobre la esencia misma de lo que se debe o no consi­derar un mineral . Como se expondrá más adelante, la di­ferenciación de ambos términos : a) se corresponde con el «medio» en que los minerales se originan y distribuyen en el universo y b) es importante tanto en el ámbito de la geología planetaria como de la astrofísica y astroquímica. El espacio entre las estrellas no está vacío sino que se en­cuentra p reñado de materia interestelar, con planetas, cuerpos planetarios de distintas dimensiones, asteroides, cometas, y p artículas de polvo de distinto tamaño, com­posición y procedencia. Por ello, los minerales pueden considerarse los «ladrillos clave» de la materia en el uni­verso; unidades básicas que nos ayudan a entender su funcionamiento a distintas escalas . Para alcanzar este ob­jetivo, el ser humano tiene que explorar el Espacio, pero sin olvidar que una parte fundamental de las respuestas las p o demos obtener en nues tro propio p l anet a . L a mineralogía d e l a Tierra es crucial para determinar los parámetros físico-químicos y los contextos geológicos

«análogos» en los que se enmarcan los distintos tipos y combinaciones de paragénesis minerales existentes en otros lugares del universo.

EVOLUCIÓN HISTÓRICA Y CIENTÍFICA. ADE­CUACIÓN A LOS NUEVOS DESCUBRIMIENTOS

La mineralogía y la investigación esp acial han sido campos científicos separados hasta hace aproximadamen­te 200 años, cuando Chladni, investigador de la Universi­dad de Berlín, se atrevió a proponer que los meteoritos no se generaron en la Tierra, sino que procedían del espacio exterior. Ese momento fue clave para la mineralogía, a pesar de que, como se indica en Martinez-Frias y Barrera (2000) y Martínez-Frías et al. (2004), salvo contadas ex­cepciones como Olbers en Alemania y Howard en Gran Bretaña, la respuesta de la comunidad científica fue prác­ticamente unánime en contra de las ideas de Chladni. A pesar del vigor científico de la época, los expertos llega­ron a la conclusión de que la caída de los meteoritos sobre la Tierra era imposible y este comportamiento de no acep­tación de un fenómeno de origen desconocido como real, s implemente por no ser entendido, retardó el desarrollo de la ciencia de los meteoritos en general y de todos sus a s p e ctos re lac ionados ( su mineralogía , petrología,

MACLA 4/5 Página 1 9

Page 2: Astromineralogía Mineralogía Espacial: Fundamentos ...ehu.eus/sem/macla_pdf/macla4_5/Macla4_5p19.pdf · funcionamiento a distintas escalas. ... do del avance del conocimiento, como

MACLA 4/5 2 006 S E M I N A R I O S

FIGURA 1 : lvficrometeorito escoriáceo encontrado e n l a Antártida. http://remf dartmouth. edulm icrometeori teslmorescorl index. html

geoquÍrnica, etc . ) en particular. Tuvieron que pasar casi 10 años, durante l o s que Chladni sufrió e l descrédito y las burlas de sus colegas, hasta que Biot, un miembro de la Academia de París, corroboró sus ideas tras estudiar la caída meteorítica que tuvo lugar el 26 de abril de 1 803, cerca de la torre del Aguila, en el norte de Francia . Una vez que su origen fue reconocido, los meteoritos ganaron rápidamente el interés y la popularidad de los científicos y, a finales del siglo XIX, ya existían cientos de análisis d e t a l l a d o s s obre su comp o s i c ión mine r a l ó g i c a y geoquímica en una euforia analítica casi sin precedentes . N o fue hasta 1 962 que este desarrollo científico tuvo un reflej o real en las instituciones oficiales . Este año la International Mineralogical Association (IMA) constituyó el Grupo de Trabajo de Mineralogía Cósmica (Engelhardt, 1 963) .

En definitiva, este proceso de transformación que hoy experimenta la mineralogía es p arte de una evolución conceptual que ya se ha producido en otras áreas del co­nocimiento . De acuerdo con Martínez-Frías et al. (2004) varias disciplinas científicas fueron capaces, hace tiempo, de extrapolar sus ámbitos de actuación al espacio exte­rior. La (astro)física, la (cosmo)química o la misma inge­niería aeroespacial fueron la consecuencia conceptual de una necesidad científica y tecnológica . El simple resulta­do del avance del conocimiento, como un intento más de entender cómo se enmarcan nuestros modelos terrestres en un contexto más amplio. Por eso, lo que ayer podría parecía algo extraño y novedoso %incluso controvertido entre los científicos de la época%, actualmente no sólo está aceptado con total normalidad, sino que constituye el pilar consolidado de numerosos descubrimientos re­cientes sobre el universo. Además, esta evolución de la mineralogía no es un proceso restringido exclusivamente a nuestra época. Hoy s abemos que el concepto de mineral ha sufrido a lo largo de la historia una serie de cambios y adaptaciones a los conocimientos de la época, especial­mente durante el siglo XX. Tal y como indica Lunar (2006), el conocimiento de la naturaleza cristalina de los minera-

MACLA 4/5 Página 2 0

les y d e aspectos cr ista loquímicos, fís i coquímicos y genéticos, han influido en las definiciones que a lo largo del tiempo se han establecid o . Sin embargo, como sucede con muchas otras definiciones formales en Ciencia, for­mular una definición exacta no es tarea fácil. Desde una perspectiva clásica, los minerales son constituyentes na­turales y homogéneos de la corteza terrestre . Son sustan­cias cristalinas, p ero en algunos casos el grado de orden de la materia mineral puede llegar a ser muy escaso, prác­t icamente e s amorfa . Se forman mediante proce s o s inorgánicos, p e r o a veces la interacción de animales y plantas es evidente en muchos de ellos . El mineral debe responder a una composición química definida que se pueda expresar mediante una fórmula, pero son muy fre­cuentes las sustituciones de elementos de características químicas parecidas, lo que hace variar las proporciones estequiométricas de una manera significativa, y los lími­tes admitidos para tales variaciones no están en general establecidos y as í, las excepciones e indeterminaciones invalidan en rigor cualquier definición. Una de las defini­ciones más aceptada a pesar de las limitaciones, es la pro­p ue s t a en 1 9 2 3 p o r la S o c i e d a d Amer i c ana d e Mineralogía . Dice a s í : « Una especie mineral es una sustancia natural, homogénea, de origen inorgánico, con composición química definida o variando entre ciertos límites, y que posee propiedades físicas características y normalmente una estruc­tura cristalina» . De las distintas definiciones que se han establecido, existe acuerdo al menos en que el mineral debe ser un compuesto natural, homogéneo, cristalino y con composición química definida, pero no fij a . Reciente­mente, la Comisión de Nomenclatura Mineral y Nuevos lVIinerales (CNMMN) de la IMA, a petición de la comuni­dad mineralógica, ha dado una nueva definición de mine­ral, compatible con los recientes avances tecnológicos : « Una sustancia mineral es un sólido natural formado por pro­cesos geológicos, bien la Tierra o en cuerpos extraterrestres. Una especie mineral es una sustancia mineral con composición química y propiedades cristalográficas bien definidas, y que merece un nombre único» (Nickel, 1 995, Nickel y Grice, 1 998) . Pero, tal y como indica Dorschner (2003), sería de­seable modificar esta definición, sobre todo cuando se abordan los problemas del polvo cósmico, extendiendo el término de «sustancia mineral» y ampliando el concepto de «procesos geológicos» como «procesos específicos de formación mineral» . De esta manera se describirían más apropiadamente fases minerales que aparentemente se encuentran individualizadas en nubes de polvo cósmico alrededor de estrellas o en otros contextos similares. Este mismo autor sugiere que otra posible ampliación o actua-· lización de la definición estaría relacionada, con el térmi­no « cristalino» . En el medio interestelar son muy comu­nes las sustancias amorfas y algunos mineralogistas se re­sisten a aceptar que las sustancias amorfas son auténticas especies minerales . Esto sobre todo se debe a la dificultad para determinar si la sustancia es un auténtico compuesto quím i c o o una m e z c l a y a la imp o s ib i l i d a d de caracterizarla completamente; el término mineraloide se aplica en ocasiones a dichas sustancias . Afortunadamente el avance de l a s técni cas anal í t i cas , e spec ialmente espectroscópicas (IR, Raman, NMR, etc . ) está haciendo que ello cambie ya que permiten, a menudo de manera muy efect iva, l a i dentific a ción inequívo ca de f a s e s amorfas . Otro problema relacionado son las denominadas sustancias metamícticas : aquellas que en algún momento fueron cristalinas, pero que su cristalinidad se ha destrui­do por la radiación ionizante . Si realmente se verifica que

Page 3: Astromineralogía Mineralogía Espacial: Fundamentos ...ehu.eus/sem/macla_pdf/macla4_5/Macla4_5p19.pdf · funcionamiento a distintas escalas. ... do del avance del conocimiento, como

FIGURA 2: Meteorito de tipo condrítico (condrita NWA 2892 (H/ L3) http://www.meteorites. com.au/features/nwa2892images.html

estas sustancias se formaron por procesos geológicos nor­malmente se aceptan como especies minerales . Actual­mente, con el uso de determinadas técnicas, también es posible «restaurar» la cristalinidad original e identificar qué eran.

Existen varios modelos que intentar explicar la forma­ción de granos de polvo en el espacio (Gail, 2003) . Desde el punto de vista teórico, los cálculos de composiciones de equilibrio químico de mezclas sólido-gas han demos­trado ser herramientas muy útiles . Sin embargo, esto debe entenderse sólo como una primera aproximación ya que se asume que la mayor parte de los sistemas rea­les no se encuentran en estado de equilibrio químico . Para el caso de sustancias puras, el problema de deter­minar el e quilibrio químico entre varias especies en una mezcla, con una presión total p y temperatura T y un número de moles totales de los elementos, es un proble­ma típicamente estándar de termodinámica . Para este problema el estado de equilibrio corresponde al mínimo de la función de Gibbs G(p, T,n¡) con respecto a las varia­ciones de las funciones molares ni de todas las especies gaseosas y sólidas i que pueden formarse a partir de los elementos contenidos en el sistema . Con respecto al pro­ceso de crecimiento de los granos de polvo, la evapora­ción y crecimiento de un ensamblaj e de granos de polvo viene determinado por dos procesos básicamente dife­rentes (Gail, 2003) : a) los que extraen o añaden material de la fase gaseosa, desde o a la superficie de un grano y b) procesos de transporte en la fase gaseosa que, bien aportan el material neces ario p ara el crecimiento de las p artículas, o se llevan el material evaporado de los gra­nos . Este mismo autor propone que el proceso más s im­ple de crecimiento de granos de polvo en el espacio es aquel donde la composición químic a del condensado es l a misma que la del vapor, como por ejemplo la conden­sación de átomos de hierro dentro de hierro sólido o la de moléculas de H20 en el hielo . Esto es lo que se deno­mina crecimiento homomolecular, en contraste con el crecimiento heteromolecular, donde el vapor tiene una composición química diferente de la del sólido . Se asu­me que, entre los abundantes minerales cósmicos, sola­m e n t e el h i e r r o se f o r m a p o r c r e c i mi e n t o homomolecular. Por el contrario, todos l o s compuestos s ilicatados y los de aluminio y c alcio se descomponen durante la evaporación y el crecimiento se produce debi­do a procesos heteromoleculare s .

MACLA 4/5 2 006 S E M I N A R I O S

L a defini ción de as trominerales s e aplica a a quellos materiales de origen pres olar que se encuentran en materiales meteorít icos p rimitivos que ya exis tían an­tes del colapso de la nebulo s a solar . Estos materiales pue den preservar granos circunestel ares , grano s for­mados en explosiones de sup ernovas y granos forma­dos o modific ados dentro del medio interestelar ( in­cluyendo granos que e s taban p r e s entes en la nub e molecular premolar ) . Los as trominerales también pue­den encontrarse en meteoritos químicamente primiti­vos (ej . condritas carbonáceas ) , micrometeoritos pola­res (Fig . 1 ) y p artícula s de polvo interplanetario (IDP s) (Bradley, 2003) . E l término mineralogía espacial es mu­cho más amplio (y t ambién se ha utilizado de manera m á s a m b i g u a ) r e f i r i én d o s e n o r m a l m e n t e a l a mineralogía común d e los meteoritos (Figs . 1 , 2 ) , sin es ta connotación temporal pr imigenia y a minerales identificados en otros p l anetas (ej . hematites y j arosita de Marte, etc . Fig . 3 ) o minerales lunares . La colabora­ción científic a entre geología p lanetaria, astrofís ica y astroquímica res olverá en el futuro algunos confl ictos terminológi cos , que en p arte s e deben al des arrollo aún incipiente de la mineralogía de la materia extrate­rre s tre, aunque los avances de los des cubrimientos que se vienen produciendo implicarán neces ariamente continuas revisiones y a ctualizac iones .

L o s a s trominerales presentes e n IDPs incluyen: a) materi a orgánica, s iendo el c arbono pre dominante­mente amorfo y p ar cialmente grafítico; b) nano-dia­mantes : que constituyen el tipo más abundante de gra­nos presolares en meteoritos condríticos, con un tama­ño de entre 1 a 10 nm de diámetro; c ) otros granos presol ares presentes en meteoritos muy primitivos : d i amante s , c a rburo de s i l i c i o, gr afito , co rin dón y n i t r u r o d e s i l i c i o ; d ) s i l i c a t o s , p r i n c i p a l m e n t e

FIG U RA 3 : Imagen tomada en Marte (zona de Meridiani Planum) por la cámara panorámica del robot Opportunity (Mars Explorabon Rover) . Se muestra un detalle del aflora­miento denominado «El Capitán» . Obsérvese la laminación pa­ralela y la existencia de diminutas esferas, principalmente de hematites . En este afloramiento es donde se descubrió por pri­mera vez la jaros ita marciana.

MACLA 4/5 Página 2 1

Page 4: Astromineralogía Mineralogía Espacial: Fundamentos ...ehu.eus/sem/macla_pdf/macla4_5/Macla4_5p19.pdf · funcionamiento a distintas escalas. ... do del avance del conocimiento, como

MACLA 4/5 2006 S E M I N AR I OS

for s ter i ta y ens t at i ta y s i l i ca tos vítreos cono c idos como GEMS (glass with embedded metal and sulfides ) , y e) sulfuros de Fe-N i, princip almente pirrotina pobre en Ni, pentlandita, troilita, y esfalerita . Recientemente se ha des cubierto un sulfuro de Fe-Ni con estructura cúbica de tipo espinel a, con una composición s imilar a las de l a pirrotina y pentlandita, ap arentemente cerca­na a la p irrotina hexagonal .

IMPORTAN CIA M I N E RALÓ GICA DE LOS M E ­TEORITOS

Se l lama meteoritos a los fragmentos de asteroides y p lanetas que viaj an por el espacio, y chocan contra la superfic ie de l a Tierra o de otro cuerp o planetar io, donde s on recogidos (Muñoz Esp adas et al . 2005) . Del tipo de materia extraterrestre que nos llega del espa­cio, los meteoritos sensu s tricto son, sin duda, los más importantes y los que nos proporcionan una informa­ción mineralógic a más representativa, a es cala espa­cial y temporal, de los procesos ocurridos en el s iste­ma solar (Figs 1 y 2 ) . A fecha de diciembre 1 999 s e ha observa do c aer unos 1 . 000 meteoritos (Grady, 2000) , aunque esto solo representa una pequeña frac ción de los obj etos que nos l legan, la mayoría de los cuales se precipitan a los o céanos o en áreas despoblad a s . Al contrario, se han encontrado más de 20 . 000 meteori­tos, muchos de ellos a p artir de 1 969, cuando se des cu­brió que éstos se a cumulan y conservan en cantidad en las superficies heladas de la Antártida, y en desier­tos como

� el de Atacama o los del norte de Áfric a . Sin

emb argo, apenas s e r e cupera un 1 % de las toneladas de materi al extraterrestre que a lcanzan la superficie de la Tierra cada día .

Antes de 1 962 s e habían reconocido unos 4 0 minera­les en meteoritos . En 1 9 72 otros 47 minerales fueron añadidos a los anteriore s . Hoy, s abemos que se han d e s c r i t o unos 300 minera les , número que continúa incrementándose de a cuerdo con los nuevos estudios . Aunque no e s el obj etivo de esta contribución des cri­bir y explicar pormenorizadamente los meteoritos y su clasifi c ac ión (p ara más información, ver por ej emplo Wa s s on, 1 9 74, 1 9 8 5 , B u chwald, 1 9 75, Dodd , 1 9 8 1 , Kerridge and Matthews, 1 988, Papike, 1 998, McSween, 1 999 , Grady, 2000, N o rton, 2002, Rus sell and Gra dy, 2002, H utchison, 2004; Martínez-Frías y Madero 2005, entre otros) , l a información tipológica básica sobre su clas ifi c a ción evidencia su complej idad mineralógic a y geoquímica, incluso dentro de cada categoría y grupo especí ficos . Por ello, no es realmente correcto hablar, de manera general, de mineralogía de meteoritos . Si nos detenemos, por ej emplo en los lititos, y dentro de ellos, en las condritas , y dentro de ellas, en un deter­minado grupo, veremos que no es apropiado intentar realizar una des crip ción mineralógica de conjunto, sin especif icar s i nos referimos a los cóndrulos (Fig .4) , a las C Als, a la matriz, o a otras inclusiones . Nos centra­remos a demás, por su extraordinaria abundancia y ca­rácter p rimitivo, en los meteoritos de origen asteroidal (> 99 ,9% del total) , excluyendo por tanto los proceden­tes de la Luna y Marte.

Sobre la base de su contenido en dos tipos de mate­riales, hierro-níquel metálico y s il icatos, existen tres catego r í a s b á s i c a s de meteori tos : s i deritos ( Iron s ) , práct ica mente el 1 0 0% metal, s iderolitos (Stony irons) , cas i iguales propor ciones de metal y silicatos, y lititos

MACLA 4/5 Página 2 2

FIGURA 4 : Detalle a l microscopio de polarización d e cóndrulos in terpenetrados (condrita H4 de Cañel las); diámetro del cóndrulo de mayor tamaño: 400 f-Lm. (Muñoz Espadas, 2003)

o aerolitos (Stony) , principalmente s il icato s . E stos úl­timos, comprenden a su vez dos subgrupos importan­tes : condritas y a condritas . Las condritas s on, con mu­cho, las más numerosas y probablemente también las más importante s por muchas dis tint as razones (inclu­so de tipo astrobiológico) y toman su nombre de los cóndrulos, que pueden definirse como masas casi es­féricas de tamaño milimétrico de s il icatos , y más rara­mente metal y/o sulfuros, que s e encuentran pres en­tes en la m ayor p arte de las condrita s . A las condritas se las ha comparado con rocas sedimentarias forma­d a s a p a r t i r d e m a t e r i a l e s nebul a r e s p r im i t i v o s preexis tentes ; con dis tintos orígenes, reunidos por acreción en los as teroides . En e l las s e encuentran, ade­más de los cóndrulos (Fig .4) , las inclusiones de Ca, Al ( C A l s ) , agre g a d o s ameboi d a l e s de o l ivino, granos interes telares y p artí cul as o p a c a s de grano grue so, englobados todos ellos en una matriz de grano fino . E stos componentes ap arecen en distinta s proporciones en cada tipo de condrita, reflej ando p rob ablemente sus diferentes ambientes de formación, y la heteroge­neidad de la nebulosa solar primitiva (Muñoz-Espa­das et al . 2005) . Al igual que los cóndrulos, también las CAls s e formaron con anterioridad a su incorpora­ción en las condrita s . Son los materiales más antiguos del Sis tema Solar, datados en unos 4 . 560 M . a . por Rb­S r y P b - P b en el m e t e o r i t o de A l l e n d e ( C hen y Was s erburg, 1 98 1 ) . Aunque su forma e s variable, la m a y o r í a de l a s C A l s p r e s e n t a n una e s t r u c t u r a concéntri c a formada por capas de diferentes minera­les refr a ctar ios ( ej . : corindón, hibonita, p erowskita, anortita, melilit a y espinela) . Sus minerales y textura s s e h a n reproducido experimentalmente, c alentando a temperaturas de hasta 1 . 700ºC, y enfri ando posterior­mente a un ritmo de unas pocas decenas de grados por hora (Brearley y Jones, 1 998 ; M cSween, 1 999) .

L as condritas (Fig. 2) se dividen en cuatro clases con 13 grup os, s egún su composición quími c a : condritas enstatít icas (E : EH y EL), condritas c arbonáceas (C : CI, CM, CO, CV, CR, CK, CH Y CB) , condritas ordinarias (O : H, L Y LL) Y condritas Rumuruti (R) . E stas últimas son una c lase definida recientemente, al encontrarse cinco meteoritos de las mismas cara cterísticas, núme­ro mínimo ne ces ario p ara nombrar una nueva clase

Page 5: Astromineralogía Mineralogía Espacial: Fundamentos ...ehu.eus/sem/macla_pdf/macla4_5/Macla4_5p19.pdf · funcionamiento a distintas escalas. ... do del avance del conocimiento, como

(McSween, 1 999 ; B is choff, 2001 a, b) . Una clase adicio­nal, las condritas Kakangari (K) no está aún reconoci­da por todos los autores (Weisberg et aL , 1 996) .

Las acondritas son lititos s in cóndrulos . El término s e refiere des de a condri tas extrañas, intens amente recristalizadas y parcialmente fundidas, a rocas ígneas más numerosas y mezclas mecánicas (brechas) de frag­mentos í gneos derivados de ellos . Es tos meteoritos s on ob j e t o s m u y d i v e r s o s , que i n c luyen d e s d e condritas c a s i primitivas a rocas monominerales, simi­lares a las dunitas o piroxenitas terrestres y que se ase­mej an a l o s bas altos en su textura y mineralogí a . D e acuerdo con B i s choff (20 0 1 a y b) , las acondritas inclu­yen a) l a s d e n o m i n a d a s a c o n d r i t a s p r i m i t i v a s : acapulcoitas , winonaitas y lodranit as, b) aunque cons­tituyen un grupo indep endizado, con entidad propia, los meteoritos SNC a los que se ha as ignado un origen m a r c i a n o ( s he rgot t i t a s , anc l i t a s y ch a s s igni t a s y ALH840 0 1 ) , c) aubritas, ureilitas, angritas y las HED (howarditas , eucritas, diogenitas) y d) también como un grupo con entidad propia, las lunaitas (meteorito s lunares) .

L o s s i d e r o l i t o s s e e n cu a d r an n o r m a l m e n t e e n pallasitos y mesosideritos . L o s primeros consisten d e c r i s t a l e s o f r a gm e n t o s d e c r i s t a l e s d e o l i v i n o magnesiano e n una matriz contínua d e Fe, Ni met áli co . Los mesos ideritos pueden definirse como mezclas me­c ánicas, m á s o menos re c ri stal izadas, de s il i catos y metal .

Por último los si deritos se consideran derivados de una gran variedad de cuerpos p a dre y se han identifi­cado uno s 60 grupos sobre la base de sus característ i­cas geoquímicas, estimaciones de la pauta de enfria­miento y e d ades de expo s ición. B ás icamente, se clasi­f i c a n en h e x a e d r i t a s , o c t a e d r i t a s y a t a x i t a s ( fund amenta lmente aleaciones d e Fe-Ni, en forma de kamacita y t aenita .

CON S I D E RACIONES F INALES

Los estudios de a stromineralogía y mineralogía es ­p acial están consolidándos e mediante la relación de la geología p l anetaria, l a a s trofí s i ca y la astroquímic a, s in o lvi d a r el importantí s imo p apel que j uegan l a s nue vas técnicas espectros cópicas, sobre todo p a r a l a realización de anál is is de manera remota e « in s itu» . E s cierto que muchos conceptos sobre estos temas s e e s t á n a b o r d a n d o s i n d i s p on e r a ú n d e m o d e l o s genéticos apropiados e n nuestro s istema sol ar, que ex­pliquen claramente el origen y la evolución de las dis­tintas fase s minerales en sus distintos contextos . Ade­más, p or una p arte la Tierra tiene muchas de las claves p ara entender los p r o ce s o s des arrol l ados en o t ros mundos, p e ro s e han des cubierto también nuevos e s ­cenarios mineralogenéti c o s en nubes interestelares , que impl ican la revis ión de algunos fundamentos so­bre form a c i ón miner al, b as a d o s ex clus ivamente en modelos p lanetarios terre stre s . A la informa ción pro­cedente de los meteoritos , IDPs, etc . , hay que unir los datos miner alógicos obtenidos gracias a las misiones e spacia les a l a Lun a, M arte, los s atélites hel ados y otros cuer p o s planetarios . Se abre un futuro muy pro­metedor p a r a la mineralogía extraterrestre, con nue­vas pregunta s a resolver; todo un des afío científico y tecnológico que ya e s imp arable y que tras ciende las fronteras de l a Tierr a .

MACLA 4/5 2006 S E M I N A R I O S

REFERENCIAS

Bradley, J . (2003) The astromineralogy of interplanetary dust particles . En: Henning, Th (ed . ) Astromineralogy, Springer, 281 p .

C hen, J . H . y Wa s s e rburg, G . J . ( 1 9 8 1 ) . The i s otopi c composition of uranium and lead in Allende inclusions and meteoritic phosphates . Earth and Planetary Science Letters . 52, 1 -1 5 .

B i s cho ff, A . ( 2 0 0 1 a ) . F an t a s t i c n e w chondri tes , achondrites, and lunar meteorites as the result of recent meteorite search expeditions in hot and cold deserts . Earth, Moon and Planets . 85-86, 87-97 .

B is choff, A . (2001 b) . Meteorite c las s if ication and the definition of new chondrite c l a s s e s as a result of succes sful meteorite search in hot and cold deserts . Planetary and Space Science . 49, 769-776 .

Brearley, A.J . y Jones, RH. (1 998) . Chondritic Meteorites . En Reviews in Mineralogy. Vol . 36 : Planetary Materials . (ed. J .J . Papike) . American Society of Mineralogy. Was­hington. 3-1-3-398 .

Buchvald, v.F. ( 1 9 75 ) H andbook of iron meteorites, 3 volumes . . Berkeley, CA: University of C alifornia Press, 1418 p .

D odd, R .T. ( 1 9 8 1 ) Meteorite s : A p etrologic chemical synthesis . Cambridge: Cambridge University Press, 368 p.

Dorschner, J . (2003) From dust astrophysics towards dust mineralogy. A history review. En: · Henning, Th (ed.) Astromineralogy, Springer, 281 p.

Engelhardt , W.v. ( 1 9 6 3 ) P robleme der kosmis chen Mineralogie . In: Tübinger Universiüitsreden No. 1 6 .

Gail, H.P. (2003) Formation and evolution o f minerals in accretion disks and stellar outflows . En: Henning, Th (ed.) Astromineralogy, Springer, 281 p .

Grady, M.M. (2000) . C atalogue o f meteorites : with special reference to those represented in the collection of the N a tur a l H i s to r y Mus eum, L on d o n . C ambri dge University Press . Cambridge. 5º ed . 689 pp.

Hutchison, R (2004) Meteorites . A petrologic, chemical and isotopic s íntesis . C ambridge Planetary Science. C ambridge University Press, 506 p .

Kerridge, J .F. y Matthews, M . S . ( 1 988) (eds . ) Meteorites and the Early Solar System, Tucson, AZ : University of Arizona Press, 1 269 p .

Lunar, R (2006) Creciendo hacia e l espacio próximo a la Tierra. De la mineralogía y recursos terrestres a la ex­ploración planetaria . Discurso Toma de Posesión, Real Academia de Doctores de España, 1 1 2 p .

Martínez-Frías, J . y Barrera J . L . (2000) Duros como e l gra­nito In: Gregori J (Coord.) Esto es imposible . Editorial Aguilar, Madrid, 191 -223.

Martinez-Frias, J ., Rull, F. & Lunar, R (2004) Mineralogía espacial : De la materia primigenia a la exploración de Marte. Macla 1 : 1 1-18 .

Martínez-Frías, J y Madero, J . (2005) (Coord. ) Meteoritos y Geología Planetaria . Ediciones Provinciales 23, Dipu­tación Provincial de Cuenca, Cuenc a, 304 p .

McSween, J .Y. Jr. (1999) . Meteorites and their Parent Planets . Cambridge University Press . Cambridge. 3 10 pp.

Nickel, E .N. (1 995) Canad. Min. 33, 689 . Nickel, E .N. y Grice, J .D. (1 998) The IMA Commission on

N ew Minerals and Mineral N ame s : P ro cedures and Guidelines on Mineral Nomenclature . Can. Mineral . 36, 91 3-926 .

Muñoz-E s p adas, M .J . (2003) . Mineralogía, texturas y cosmoquímica de cóndrulos en condritas H4, H5, L5 Y

MACLA 4/5 Página 23

Page 6: Astromineralogía Mineralogía Espacial: Fundamentos ...ehu.eus/sem/macla_pdf/macla4_5/Macla4_5p19.pdf · funcionamiento a distintas escalas. ... do del avance del conocimiento, como

4/5 2006 S E M I N AR I OS

LLS . Tesis d octoral . Uc:rvL 324 pp. 1V[U110Z- E :-: p c, d as, M.T . ,· Jviartínez-Frías, J . Y Lunar, R.

(2005) . L�s Condritas . En: Martínez-Frías, J . Y Madero, _' (Coord . ) lVleteoritGs y Geología Planetaria . Edi­d or .?:; Prcvinciales 23, Diputación Provincial de Cuen­c ;:¡¡ Cuenca, 304 p .

1\:01 ton, R . O . (2002) The C ambridge Encyclopedia o f !v�eteorites. Cambridge University Press, 354 p .

J?apike, J .J . (1 998) Planetary Materials . Washington, D . C . : IVIineralogical Sodety o f America, 1034 p .

Russelt S. and Grady, M . (2002) Meteorites, 2nd edition. London, The Natural History Museum, 60 p .

VVeisberg, IVí.K'j Prinz, NC Clayton, R .N., Mayeda, T.K., Grady, l\/LIVC Franchi, I . , Pillinger, c .T. y Kallemeyn, G . vV. ( 1 996) . The K (Kakangaíi) chondrite grouplet . r�eoc!t intica et Cosrnochímíca Acta. 60, 4253-4263.

4/b Página 24

Wa s s on, J . T. ( 1 9 74 ) Meteor i t e s . C l a s s i f i ca t ion and properties, New York, Springer-Verlag, 3 16 p .

Wasson, J .T. (1985) Meteorites : Their record of Early Solar System History, New York, W.H. Freerrtan, 267 p.

AGRADECIMIE NTOS

D e s e amos agr a de c e r a l a S o c i e d a d E s p añola de Mineralogía su apoyo institucional por impulsar e l desa­rrollo de la astrornineralogía y mineralogía espacial en España. Asimismo, deseamos expresar nuestro agradeci­miento al Museo de las Ciencias de C astilla-La Mancha, en particular a su director, Jesús Madero, con cuya ayuda hemos contado en todo momento. Finalmente, gracias al Centro de Astrobiología, por su colaboración en esta ini­ciativa.