John P. Grotzinger es profesor Fletcher Jones de Geología en el Instituto de Tecnología de California y presidente de la División de Ciencias Geológicas y Planetarias. Sus obras se centran principalmente en las interacciones químicas y físicas entre la vida y el medio ambiente. [1] Además de los estudios biogeológicos realizados en la Tierra, Grotzinger también participa activamente en la investigación de la geología de Marte y ha realizado contribuciones al Programa de Exploración de Marte de la NASA . [2] [3]
John Grotzinger participa en varias misiones planetarias. Fue científico del proyecto para la misión del rover Curiosity del Mars Science Laboratory (MSL), científico participante de la misión Mars Exploration Rover (MER) y científico participante de la cámara del Experimento científico de alta resolución (HiRISE), a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter. (MRO).
Grotzinger ha hecho importantes contribuciones a la comprensión de la historia ambiental temprana de Marte, tal como se conserva en su registro de rocas sedimentarias. Un objetivo de larga data de los estudios ambientales de Marte ha sido comprender el papel del agua a lo largo de su historia geológica. La presencia de agua es un indicador de la habitabilidad potencial, así como de condiciones climáticas anteriormente diferentes. Antes de las investigaciones in situ realizadas por los Mars Exploration Rovers, la mayoría de los estudios de los procesos relacionados con el agua se habían basado en el análisis de atributos geomórficos y espectroscópicos del orbitador. Sin embargo, ahora podemos examinar directamente el registro de procesos superficiales pasados, incluido el papel del agua, a través de estudios sedimentológicos del registro estratigráfico de Marte. Muchos procesos que operan en la superficie planetaria tienen el potencial de crear un registro de rocas sedimentarias. Las rocas sedimentarias pueden proporcionar pistas que permitan reconstruir las condiciones ambientales pasadas. Por lo tanto, la detección del transporte de sedimentos por el agua y el viento en capas sedimentarias antiguas es importante, porque proporciona información sobre los regímenes climáticos pasados y la habitabilidad potencial.
El rover Curiosity del Mars Science Laboratory fue lanzado el sábado 26 de noviembre de 2011 a bordo de un cohete Atlas V-541 desde Cabo Cañaveral, Florida. El rover aterrizó en el cráter Gale el 5 de agosto de 2012. La misión de Curiosity es determinar la habitabilidad del planeta y lo ha estado haciendo utilizando un conjunto de instrumentos sofisticados que incluyen cámaras, espectrómetros, sensores ambientales, herramientas de recolección de muestras e instrumentos geoquímicos con calidad de laboratorio.
Curiosity aterrizó al pie del monte Sharp, el montículo central del cráter Gale, cerca del final de un antiguo abanico aluvial que se formó a partir de sedimentos transportados por corrientes desde el borde del cráter. En el primer año de su misión, Curiosity descubrió rocas sedimentarias de grano fino de composición basáltica que representan un antiguo lago y preservan evidencia de un entorno que habría sido adecuado para sustentar una biosfera marciana basada en quimiolitoautotrofia. Este ambiente acuoso se caracterizó por un pH neutro, baja salinidad y estados redox variables de especies de hierro y azufre. C, H, N, O, S y P se midieron directamente como elementos biogénicos clave. El entorno probablemente tuvo una duración mínima de cientos a decenas de miles de años y podría haber existido durante millones de años. Estos resultados resaltan la viabilidad biológica de los ambientes fluviales-lacustres en la historia de Marte posterior a Noé.
Grotzinger ha realizado importantes contribuciones a los campos de la Geobiología y la Paleontología. A partir de 1993, Grotzinger y sus colegas comenzaron un programa de investigación destinado a comprender la cronología de los principales eventos biológicos y ambientales que condujeron a la radiación de los metazoos del Cámbrico temprano, y tal vez la impulsaron. Se demostró que la llamada explosión cámbrica de biodiversidad fue mucho más rápida de lo que se pensaba anteriormente. También puede haber seguido un evento de extinción de organismos anteriores que fueron pioneros y experimentaron con la calcificación. Investigaciones más recientes de la última década se han basado en la comprensión de las proporciones de isótopos de carbono y azufre en sedimentos carbonatados de la era de Ediacara. Este trabajo propuso que la circulación vertical del agua del océano condujo a la oxigenación de las profundidades del océano poco antes del final del Proterozoico, lo que también puede haber contribuido al aumento de la biodiversidad a principios del Cámbrico.
La excursión isotópica de carbono de Shuram, la mayor conocida en la historia de la Tierra, ha sido objeto de una intensa investigación en Caltech. La medición de las proporciones de isótopos de carbono en rocas carbonatadas antiguas proporciona la base principal mediante la cual se determinan los flujos de carbono reducido y oxidado a lo largo de la historia de la Tierra. Las rocas carbonatadas distribuidas globalmente de la edad media de Ediacara (hace aproximadamente 600-560 millones de años) registran la mayor excursión de isótopos de carbono en la historia de la Tierra, lo que sugiere una reorganización dramática del ciclo del carbono de la Tierra. La Excursión Shuram precede de cerca a impresionantes eventos evolutivos, incluido el surgimiento de grandes metazoos y el origen de la biomineralización en los animales.
Combinando su experiencia en sedimentología y geobiología, la investigación de Grotzinger sobre los estromatolitos muestra que son herramientas vitales para comprender las interacciones entre los microorganismos antiguos y su entorno. Los estromatolitos son estructuras de crecimiento sedimentarias litificadas y adheridas, que se acumulan lejos de un punto o superficie limitada de iniciación. Aunque comúnmente se considera que el proceso de acreción es el resultado de la captura de sedimentos o de las actividades de las esteras microbianas que inducen la precipitación, sólo en raras ocasiones se conserva evidencia de este proceso en los estromatolitos precámbricos. La investigación de Grotzinger ha aplicado un enfoque basado en procesos, orientado a desconvolucionar las texturas de reemplazo de los estromatolitos antiguos. Primero se deben tener en cuenta los efectos de la recristalización diagenética, seguido del análisis de las texturas de la laminación y la deducción de posibles mecanismos de acreción. Las hipótesis de acreción se pueden probar mediante simulaciones numéricas basadas en procesos modernos de crecimiento de estromatolitos. La aplicación de este enfoque ha demostrado que los estromatolitos se formaron originalmente en gran medida a través de la precipitación in situ de láminas durante el Arcaico y el Proterozoico más antiguo, pero que los estromatolitos más jóvenes del Proterozoico crecieron en gran medida a través de la acumulación de sedimentos carbonatados, muy probablemente a través del proceso físico de captura y unión microbiana. . Lo más probable es que esta tendencia refleje la evolución a largo plazo del medio ambiente terrestre más que comunidades microbianas.
En 2007, Grotzinger recibió la Medalla Charles Doolittle Walcott de la Academia Nacional de Ciencias.
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