El rover Curiosity de la NASA mide una intrigante firma de carbono en Marte
Después de analizar muestras de roca en polvo recolectadas de la superficie de Marte por el rover Curiosity de la NASA, los científicos anunciaron que varias de las muestras son ricas en un tipo de carbono que en la Tierra está asociado con procesos biológicos.
Si bien el hallazgo es intrigante, no necesariamente apunta a la vida antigua en Marte, ya que los científicos aún no han encontrado evidencia concluyente de la 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 evidencia para decir que hemos identificado vida”, dijo Paul Mahaffy, quien se desempeñó como investigador principal del laboratorio de química Sample Analysis at Mars (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”.
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Esta imagen muestra el orificio de perforación Highfield realizado por el rover Curiosity de la NASA mientras recolectaba una muestra en Vera Rubin Ridge en el cráter Gale en Marte. El pòlvo de perforación de este agujero estaba enriquecida con carbono 12. La imagen fue tomada por el Mars Hand Lens Imager el día 2247 marciano, o sol, de la misión. Créditos: NASA/Caltech-JPL/MSSS. |
En un informe de sus hallazgos, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences el 18 de enero, 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.
“Necesitamos abrir nuestras mentes y pensar fuera de la caja”, dijo Eigenbrode, “y eso es lo que hace este documento”.
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, un 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 grados Fahrenheit, u 850 grados Celsius, 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 otra evidencia, sugiere a los científicos que están buscando firmas de química relacionada 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, informan los investigadores, 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 4500 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, un Científico curioso con sede en la Carnegie Institution for Science en Washington, DC
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Este mosaico se hizo a partir de imágenes tomadas por la cámara Mast Camera a bordo del rover Curiosity de la NASA en el día marciano número 2729, o sol, de la misión. Muestra el paisaje de la formación de arenisca Stimson en el cráter Gale. En esta ubicación general, Curiosity perforó el pozo de perforación de Edimburgo, una muestra de la cual se enriqueció en carbono 12. Créditos: NASA/Caltech-JPL/MSSS |
Steele señaló que los científicos se encuentran en las primeras etapas de comprensión de los ciclos del carbono en Marte y, por lo tanto, cómo interpretar las proporciones isotópicas y las actividades no biológicas que podrían conducir a esas proporciones. 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 detrás del rover Perseverance de la NASA sobre los mejores tipos de muestras para recolectar para 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.
La misión de Curiosity está dirigida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California; JPL es administrado por Caltech.
Marte podría haber tenido un océano hace tres mil millones de años
por Christopher Plain
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| Crédito: thedebrief.org |
Una nueva investigación indica que Marte pudo haber tenido un océano líquido en su superficie hace 3 mil millones de años, incluso si la temperatura de la superficie era helada. Además, los investigadores detrás del estudio dicen que tal océano podría haber permanecido líquido incluso si la temperatura en la superficie del planeta cayera por debajo del punto de congelación del agua debido a la circulación constante del agua y las lluvias costeras periódicas.
Antecedentes: pasado marciano húmedo probado en décadas recientes
Cerca del final del siglo pasado, la NASA aterrizó los rovers Spirit y Opportunity en Marte para tratar de responder de una vez por todas si el planeta rojo tuvo agua superficial en el pasado. Junto con una serie de misiones de seguimiento, algunas de las cuales todavía están operativas hoy en día, esos robustos rovers encontraron el primero de una serie de descubrimientos que parecen confirmar que Marte tuvo un pasado húmedo, tal vez incluso con grandes lagos y ríos en la superficie.
Sin embargo, muchos modelos climáticos que representan el momento en que pudo haber existido esta superficie de agua indican que las condiciones para un Marte húmedo y cálido o un Marte frío y seco no están a la altura. Con la esperanza de rectificar esta inconsistencia, los investigadores de la Université Paris-Saclay han realizado nuevas simulaciones que no solo respaldan la hipótesis de Marte húmedo, sino que también muestran cómo un océano masivo pudo haber sobrevivido a condiciones de congelación para permanecer líquido en la superficie del planeta.
Análisis: un Marte frío y húmedo puede ser realmente posible
“Distinguir el clima de Marte hace aproximadamente 3 mil millones de años es un desafío porque las características de la superficie no parecen soportar un clima cálido y húmedo o frío y seco durante ese tiempo”, explica un comunicado de prensa que anuncia las nuevas simulaciones. "Frédéric Schmidt y sus colegas realizaron simulaciones climáticas numéricas para evaluar si una tercera opción, un clima frío y húmedo, podría haber sido plausible".
Después de ejecutar sus simulaciones, Schmidt y su equipo encontraron un conjunto único de circunstancias en las que un océano líquido podría haber persistido en la cuenca de las tierras bajas del norte del planeta, incluso si las temperaturas medias globales estuvieran por debajo del punto de congelación. Eso dicen, es “por la circulación oceánica que podría haber calentado regionalmente la superficie hasta 4,5 °C”.
Además, las simulaciones mostraron que en este tipo de escenario, el planeta también podría experimentar "lluvias moderadas cerca de las costas y en el océano del norte, así como capas de hielo congeladas en las tierras altas del sur" que habrían ayudado a reponer este océano a través de un proceso llamado flujo glacial.
En efecto, la circulación del agua del océano y esta lluvia periódica podrían haber permitido que Marte mantuviera una superficie oceánica húmeda incluso en un clima helado, un escenario que los investigadores describen como húmedo y frío.
Perspectiva: las futuras misiones a Marte responderán todas las preguntas
Aunque los autores del estudio ofrecen una solución compleja a un problema aún más complejo, su conjunto de condiciones propuesto es el primero en combinarse perfectamente con los datos climáticos anteriores, algunos de los cuales parecen probar un pasado marciano húmedo, mientras que otros parecen mostrar que las temperaturas haría particularmente difícil un pasado tan húmedo.
Como suele ser el caso, se necesitarán más datos para determinar el conjunto de condiciones en Marte hace tantos años. Sin embargo, con numerosas misiones científicas todavía operando en y alrededor del planeta, y otras planificadas para más adelante en la década, este último estudio puede al menos ofrecer a los futuros investigadores de Marte un camino viable hacia un antiguo océano superficial marciano que coincida con los datos ya disponibles.
Modificado por orbitaceromendoza
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