Curiosity detecta carbono en Marte asociado con procesos biológicos

Si bien el hallazgo es intrigante, no necesariamente apunta a la existencia de vida antigua en Marte, ya que los científicos aún no han encontrado pruebas de apoyo concluyentes de biología antigua o actual allí, como formaciones de rocas sedimentarias producidas por bacterias antiguas o una diversidad de moléculas orgánicas complejas formadas por la vida.‎

“Estamos encontrando cosas en Marte que son tentadoramente interesantes, pero realmente necesitaríamos más pruebas para decir que hemos identificado vida”, dijo Paul Mahaffy, investigador principal del laboratorio de química SAM a bordo del Curiosity hasta que se retiró del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, en Diciembre de 2021. “Así que estamos viendo qué más podría haber causado la huella de carbono que estamos viendo, si no es vida”.

En un informe de sus hallazgos que se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences el 18 de enero de 2022, los científicos de Curiosity ofrecen varias explicaciones para las señales de carbono inusuales que detectaron. Sus hipótesis se extraen en parte de las firmas de carbono en la Tierra, pero los científicos advierten que los dos planetas son tan diferentes que no pueden sacar conclusiones definitivas basadas en ejemplos de la Tierra.

“Lo más difícil es dejar de lado la Tierra y dejar de lado ese sesgo que tenemos y realmente tratar de adentrarnos en los fundamentos de la química, la física y los procesos ambientales en Marte”, dijo la astrobióloga de Goddard Jennifer L. Eigenbrode, quien participó en el estudio de carbono. Anteriormente, Eigenbrode dirigió un equipo internacional de científicos de Curiosity en la detección de innumerables moléculas orgánicas, que contienen carbono, en la superficie marciana.

La explicación biológica que los científicos de Curiosity presentan en su artículo está inspirada en la vida terrestre. Se trata de bacterias antiguas en la superficie que habrían producido una firma de carbono única al liberar metano a la atmósfera, donde la luz ultravioleta habría convertido ese gas en moléculas más grandes y complejas. Estas nuevas moléculas habrían llovido hasta la superficie y ahora podrían conservarse con su distintiva firma de carbono en las rocas marcianas.

Otras dos hipótesis ofrecen explicaciones no biológicas. Uno sugiere que la firma de carbono podría haber resultado de la interacción de la luz ultravioleta con el gas de dióxido de carbono en la atmósfera marciana, produciendo nuevas moléculas que contienen carbono que se habrían asentado en la superficie. Y el otro especula que el carbono podría haber quedado atrás de un evento raro hace cientos de millones de años cuando el sistema solar pasó a través de una nube molecular gigante rica en el tipo de carbono detectado.

“Las tres explicaciones se ajustan a los datos”, dijo Christopher House, científico de Curiosity con sede en Penn State que dirigió el estudio del carbono. "Simplemente necesitamos más datos para descartarlos".

Para analizar el carbono en la superficie marciana, el equipo de House utilizó el instrumento Espectrómetro láser sintonizable (TLS) dentro del laboratorio SAM. SAM calentó 24 muestras de ubicaciones geológicamente diversas en el Cráter Gale del planeta a unos 1.500 ºF, u 850 ºC, para liberar los gases del interior. Luego, el TLS midió los isótopos de parte del carbono reducido que se liberó en el proceso de calentamiento. Los isótopos son átomos de un elemento con diferentes masas debido a su distinto número de neutrones, y son fundamentales para comprender la evolución química y biológica de los planetas.

El carbono es particularmente importante ya que este elemento se encuentra en toda la vida en la Tierra; fluye continuamente a través del aire, el agua y el suelo en un ciclo que se entiende bien gracias a las mediciones de isótopos.

Por ejemplo, los seres vivos de la Tierra utilizan el átomo de carbono 12, más pequeño y ligero, para metabolizar los alimentos o para la fotosíntesis, en comparación con el átomo de carbono 13, que es más pesado. Por lo tanto, significativamente más carbono 12 que carbono 13 en rocas antiguas, junto con otras evidencias, sugiere a los científicos que están buscando firmas de química relacionadas con la vida. Observar la proporción de estos dos isótopos de carbono ayuda a los científicos de la Tierra a saber qué tipo de vida están observando y el entorno en el que vivió.

En Marte, los investigadores de Curiosity descubrieron que casi la mitad de sus muestras tenían cantidades sorprendentemente grandes de carbono 12 en comparación con lo que los científicos han medido en la atmósfera y los meteoritos marcianos. Estas muestras provienen de cinco ubicaciones distintas en el Cráter Gale, que pueden estar relacionadas en el sentido de que todas las ubicaciones tienen superficies antiguas bien conservadas.

“En la Tierra, los procesos que producirían la señal de carbono que estamos detectando en Marte son biológicos”, dijo House. “Tenemos que entender si la misma explicación funciona para Marte o si hay otras explicaciones, porque Marte es muy diferente”.

Marte es único porque puede haber comenzado con una mezcla diferente de isótopos de carbono que la Tierra hace 4.500 millones de años. Marte es más pequeño, más frío, tiene una gravedad más débil y diferentes gases en su atmósfera. Además, el carbono en Marte podría estar ciclando sin ninguna vida involucrada.

"Hay una gran parte del ciclo del carbono en la Tierra que involucra la vida, y debido a la vida, hay una parte del ciclo del carbono en la Tierra que no podemos entender, porque dondequiera que miremos hay vida", dijo Andrew Steele, científico de Curiosity en la Carnegie Institution for Science en Washington, DC. Steele señaló que los científicos se encuentran en las primeras etapas de comprensión de los ciclos del carbono en Marte.

Curiosity, que llegó al Planeta Rojo en 2012, es el primer rover con herramientas para estudiar isótopos de carbono en la superficie. Otras misiones han recopilado información sobre firmas isotópicas en la atmósfera, y los científicos han medido proporciones de meteoritos marcianos que se han recopilado en la Tierra.

“Definir el ciclo del carbono en Marte es absolutamente clave para tratar de entender cómo la vida podría encajar en ese ciclo”, dijo Steele. "Lo hemos hecho con mucho éxito en la Tierra, pero apenas estamos comenzando a definir ese ciclo para Marte".

Los científicos de Curiosity continuarán midiendo los isótopos de carbono para ver si obtienen una firma similar cuando el rover visite otros sitios que se sospecha que tienen superficies antiguas bien conservadas. Para probar aún más la hipótesis biológica que involucra a los microorganismos productores de metano, al equipo de Curiosity le gustaría analizar el contenido de carbono de una columna de metano liberada desde la superficie. El rover encontró inesperadamente una columna de este tipo en 2019, pero no hay forma de predecir si eso volverá a suceder. De lo contrario, los investigadores señalan que este estudio brinda orientación al equipo del rover Perseverance de los mejores tipos de muestras para recolectar y poder confirmar la firma de carbono y determinar definitivamente si proviene de la vida o no. Perseverance está recolectando muestras de la superficie marciana para un posible regreso futuro a la Tierra.

18 enero 2022

La NASA en Español