Curiosity descubre sustancias orgánicas antiguas en Marte

Curiosity descubre sustancias orgánicas antiguas en Marte

por Daniel Marín

Curiosity ha encontrado sustancias orgánicas preservadas en el lecho de un antiguo lago de Marte. Increíble, ¿pero qué significa? No, no significa que en Marte haya aparecido la vida necesariamente. ¿Entonces? Para entender esta pregunta preguntémonos primero cuál es el mayor misterio del planeta rojo. Primero fue la existencia de agua, o mejor dicho, hielo. Una vez que se determinó que Marte posee enormes reservas de hielo en el subsuelo, la prioridad fue determinar si había existido agua líquida de forma estable en el pasado (a la presión y las temperaturas del Marte actual el agua líquida no puede aguantar mucho tiempo en la superficie en forma líquida antes de congelarse o sublimarse). Los rovers Opportunity, Spirit y Curiosity, con ayuda de otras sondas en órbita, demostraron que, efectivamente, Marte había tenido en el pasado lagos y, quizás, mares. ¿Pero eran habitables? No estaba claro. Por ejemplo, en las primeras zonas estudiadas por Opportunity se determinó que el agua había tenido un marcado carácter ácido. Posteriormente Spirit y Opportunity encontraron pruebas de que habían existido masas de agua con un pH neutro. La siguiente cuestión era saber durante cuánto tiempo. No en vano unos pocos miles o cientos miles de años es mucho para un ser humano, pero geológicamente es algo anecdótico. Curiosity ha confirmado que en el cráter Gale existió un lago —o mejor dicho, varios lagos— durante al menos decenas de millones de años de forma continua. Un lago que además contenía agua con un pH neutro y una concentración salina no demasiado elevada. En definitiva, el Marte antiguo —no ya el primigenio— fue habitable. ¿Pero estuvo habitado?

Curiosity descubre sustancias orgánicas antiguas en el cráter Gale (NASA/JPL).

Buscar una respuesta a esa pregunta es complicado. El primer paso consiste en buscar sustancias orgánicas. O sea, compuestos del carbono. Al fin y al cabo la vida en la Tierra se basa en el agua y en el carbono. Sabemos que agua hubo. Ahora hay que averiguar qué ha pasado con el carbono. Pero no es una tarea sencilla. Curiosity fue diseñado como un auténtico laboratorio móvil para suplir las carencias de Spirit y Opportunity. Sus dos instrumentos principales, ChemIn (Chemistry and Mineralogy X-Ray Diffraction) y SAM (Sample Analysis at Mars) son auténticas joyas de la miniaturización y suponen un salto cuántico en cuanto a prestaciones se refiere con respecto a las sondas anteriores. Nunca antes se habían enviado a Marte instrumentos tan sofisticados. Pero a pesar de todo tienen muchas limitaciones cuando se comparan con las capacidades de los laboratorios terrestres. Y, no, no están diseñados para buscar vida.

El cráter Gale (NASA/JPL).

Para colmo la superficie de Marte es actualmente un lugar muy hostil para las sustancias orgánicas. Bañada por rayos ultravioleta y en contacto con los percloratos —sales muy reactivas—, no es precisamente el lugar ideal para encontrar sustancias orgánicas. De hecho, muchos científicos llegaron a decir que sería imposible encontrar sustancias orgánicas cerca de la superficie (por si fuera poco SAM tuvo serios problemas para detectar moléculas orgánicas al principio de la misión por culpa de dos episodios de contaminación con sustancias terrestres antes del lanzamiento). Pero el subsuelo marciano es otro asunto muy distinto. Precisamente Curiosity nos ha enseñado que no es preciso excavar a gran profundidad para encontrar sedimentos que se remontan a un tiempo en el que Marte fue habitable. Curiosity hizo un descubrimiento fundamental cuando en 2014 confirmó la presencia de metano en la atmósfera. Técnicamente una sustancia orgánica —la más sencilla—, el metano había sido detectado previamente desde la órbita y observatorios terrestres de forma no concluyente. Todavía no sabemos si el metano marciano procede de meteoritos o es el resultado de actividad geológica o biológica, pero es un descubrimiento crucial. Curiosity también descubrió otras sustancias orgánicas sencillas —hidrocarburos halogenados— en el cráter Gale, pero ninguna de ellas nos puede aclarar si Marte estuvo habitado o no en el pasado.

Zona de las colinas Pahrump (NASA/JPL).

Instrumento SAM de Curiosity (NASA).

Partes de SAM. GC es el cromatógrafo de gases usado para estos descubrimiento (NASA).

Por eso, más allá del metano, un objetivo fundamental es encontrar sustancias orgánicas en zonas en las que sabemos que Marte fue habitable. Y eso es precisamente lo que ha hecho Curiosity. En concreto, en la formación Murray de las colinas Pahrump, situadas en el cráter Gale. Y a solo cinco centímetros de profundidad. Uno de los métodos que usa el instrumento SAM para analizar el suelo marciano es calentar las muestras para que sean analizadas por un espectrómetro de masas, ya que SAM no puede estudiar en detalle la composición del regolito de forma no destructiva. Este método nos permite hallar la masa molecular de las sustancias presentes, aunque no su naturaleza exacta (lo malo de este proceso es que las moléculas más complejas se descomponen en otras más sencillas por culpa de las altas temperaturas, superiores a los 500 ºC). Las sustancias orgánicas descubiertas por Curiosity (propano, buteno, tiofenos, hidrocarburos aromáticos e hidrocarburos alifáticos) tienen una edad de entre 3.100 y 3.800 millones de años, algo que sabemos gracias a los compuestos de azufre presentes en la roca. Las concentraciones de moléculas orgánicas son unas cien veces superiores a lo detectado previamente por Curiosity. Resumiendo, se han descubierto sustancias orgánicas en rocas antiguas en una zona de Marte por la que sabemos que corrió agua líquida durante millones de años.

Análisis de las rocas de Murray donde SAM ha detectado sustancias orgánicas (Eigenbrode et al.).

Estas sustancias pueden estar relacionadas con la vida o no —podrían ser de origen meteorítico—, pero evidentemente desde el punto de vista astrobiológico es un salto cualitativo crucial de cara a la exploración del planeta rojo. Ahora está claro que en el Marte antiguo hubo agua y sustancias orgánicas, las bases de la vida. El siguiente paso es lanzar misiones capaces de analizar con precisión la naturaleza de estas sustancias orgánicas antiguas (usando espectrometría Raman y otras técnicas avanzadas) y, a ser posible, a mayor profundidad. Este es el objetivo de las misiones Mars 2020 de la NASA y ExoMars 2020 de la ESA. Mars 2020 es una sonda mucho más ambiciosa, pero a cambio ExoMars 2020 será capaz de taladrar a gran profundidad y estudiar sustancias que no hayan sido modificadas por la radiación. Y a largo plazo una misión de retorno de muestras es a día de hoy todavía más importante si cabe.

Variación cíclica en la abundancia del metano descubierta por Curiosity (NASA/JPL).

En cuanto al metano, Curiosity también ha detectado variaciones estacionales en la abundancia de este gas (un descubrimiento que no está directamente relacionado con el anterior). SAM ha visto en los últimos tres años marcianos —55 meses terrestres— como la proporción de metano en la atmósfera aumenta cada verano de forma cíclica, aunque no está claro por qué. Esto quiere decir que las observaciones iniciales que indicaban un ciclo en la abundancia de metano eran correctas. ¿Por qué ocurre este fenómeno? No lo sabemos. Los dos mecanismos principales propuestos para explicar el metano marciano —bichejos y serpentinización— son compatibles con esta variación, así que estamos igual. La hipótesis más simple es que el metano está mezclado en el hielo —clatratos— y que es liberado cada verano al aumentar las temperaturas y sublimarse el hielo. No obstante este modelo también tiene sus complicaciones y no explica de dónde vino inicialmente el metano (otra vez el dilema entre volcanes o bichejos).

Hasta ahora Curiosity había detectado lo que parecían ser aumentos caóticos de metano, lo que podría explicarse perfectamente de forma muy simple mediante meteoritos ricos en sustancias orgánicas (la variación cíclica de metano también podría tener su origen en los meteoritos, pero es un poco más difícil de encajar en este modelo). Sin duda la sonda europea ExoMars TGO tendrá mucho que decir al respecto en los próximos meses. Estos descubrimientos de Curiosity suponen la confirmación oficial del traslado del foco de atención de la exploración de Marte de la habitabilidad al posible origen de formas de vida. Lo bueno es que queda muy poco para 2020.

http://danielmarin.naukas.com/2018/06/07/curiosity-descubre-sustancias-organicas-antiguas-en-marte/