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Astrochemistry

Hallan antiguas moléculas orgánicas en Marte

El rover Curiosity proporciona datos sobre las misteriosas plumas de metano del planeta rojo

by Mark Peplow, special to C&EN
June 7, 2018 | APPEARED IN VOLUME 96, ISSUE 24

Allí donde la vida florece, deja una tarjeta de visita escrita en forma de moléculas orgánicas, y los investigadores llevan décadas esperando descubrir esas reveladoras firmas en Marte.

Ahora, el rover Curiosity de la NASA ha dado a los científicos nuevas esperanzas tras encontrar depósitos orgánicos atrapados en rocas expuestas que se formaron hace alrededor de 3.5 miles de millones de años (Science 2018, DOI: 10.1126/science.aas9185). El descubrimiento del rover en el Cráter Gale muestra que las moléculas orgánicas estuvieron en esa parte del planeta rojo cuando albergaba un lago potencialmente habitable. También demuestra que esas trazas pueden sobrevivir al paso de los años, listas para ser descubiertas por exploradores robotizados.

“Comenzamos esta búsqueda hace 40 años, y ahora por fin tenemos un conjunto de moléculas orgánicas que nos dice que esto se conserva cerca de la superficie”, dice Jennifer L. Eigenbrode del Goddard Space Flight Center de la Nasa, que lideró el estudio.

El Curiosity recogió muestras de lodo y las calentó de forma gradual hasta 850 ºC, y utilizó cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) para estudiar los gases producidos. Identificó una mezcla heterogénea de moléculas, incluyendo tiofeno, metiltiofenos y metanotiol, que probablemente sean fragmentos de macromoléculas orgánicas más grandes que se encuentran en el sedimento. Estos depósitos orgánicos pueden ser algo parecido al querógeno, la materia orgánica fosilizada que se encuentra en las rocas sedimentarias de la Tierra que contiene una mezcla de hidrocarburos céreos e hidrocarburos policíclicos aromáticos.

Los compuestos orgánicos que originalmente se transformaron en querógeno marciano podrían provenir de tres posibles fuentes: actividad geológica, meteoritos, u organismos vivos; pero los datos de Curiosity no proporcionan ninguna información al respecto. “La fuente más plausible de estos compuestos orgánicos es de fuera del planeta”, dice Inge Loes ten Kate, una astrobióloga de la Universidad de Utrecht, que no estaba involucrada en la investigación. Apunta que llegan a Marte entre 100 y 300 toneladas métricas de moléculas orgánicas al año aproximadamente, enganchadas a las partículas de polvo interplanetarias. “Hace tres mil millones de años, había mucha más agitación en el sistema solar”, por lo que habría entregas de sustancias orgánicas mucho más grandes a través de “viajeros” interplanetarios.

Curiosity había detectado previamente clorocarbonos en el suelo marciano,  generados probablemente por reacciones con el abundante perclorato encontrado sobre la superficie del planeta. En contraste, las muestras de lodo han entregado “lo que esperamos de la materia orgánica en su forma natural”, dice Eigenbrode.

El misterio del metano

Mientras tanto, el espectrómetro infrarrojo del rover ha estado lidiando con el histórico rompecabezas del metano marciano (Science 2018, DOI: 10.1126/science.aaq0131). Las sondas que orbitan Marte, junto con los telescopios terrestres, han avistado anteriormente plumas de metano de manera ocasional en la atmósfera del planeta, dando lugar a especulaciones sobre si el gas podría provenir de actividad geológica o incluso de organismos productores de metano.

Curiosity ha tomado medidas de metano a lo largo de 55 meses terrestres, lo que equivale a tres años marcianos, que revelan que la concentración atmosférica de gases varía estacionalmente entre 0,24 y 0,65 partes por billón (en volumen, o ppbv). “Esta es la primera vez que el metano de Marte ha mostrado alguna repetibilidad”, dice Christopher R. Webster del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, que lideró el trabajo. “Antes siempre parecía una especie de aleatoriedad”.

El rover también vió leves picos de la concentración de metano a aproximadamente 7 ppbv, lo que es consistente con anteriores observaciones remotas de plumas dice Michael J. Mumma del Goddard Space Flight Center de la NASA, que ha estado tras el metano marciano durante más de 15 años pero no estuvo involucrado en los últimos hallazgos del Curiosity. “La detección basada en tierra es muy importante ya que confirma que el metano está ahí”, comenta.

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La fuente del metano es aún una pregunta abierta. Pero el equipo de Webster dice que el ciclo estacional descarta una de las sugerencias principales: las moléculas orgánicas, llevadas a la superficie por meteoritos y polvo espacial, se descompusieron por la luz ultravioleta para producir el gas.

En cambio, la naturaleza cíclica de los datos sugiere que el metano podría ser almacenado en el subsuelo profundo en cristales helados llamados clatratos y escapar lentamente a las capas superiores del planeta. Los experimentos de laboratorio sugieren que el suelo podría retener temporalmente el gas, liberando más en el verano marciano más cálido, dando lugar a los ciclos estacionales.

El satélite más nuevo de Marte, el Trace Gas Orbiter (TGO) de la Agencia Espacial Europea, podría ayudar a confirmar esa idea. Comenzó a estudiar todo el planeta en busca de metano en abril. “Estamos todos aguantando la respiración, esperando para ver qué encuentra”, dice Webster. TGO debería medir también las proporciones de isótopos de carbono en el metano que detecta, lo que puede proporcionar indicios de un origen biológico o geológico. Y en 2021, la ESA espera llevar un rover a Marte que perforaría hasta 2 metros bajo la superficie, donde podría haber sustancias orgánicas mejor preservadas comparadas con las recogida en el Cráter Gale, dice Eigenbrode.

Estas pruebas podrían ayudar a resolver preguntas sobre nuestros propios orígenes. Marte y la Tierra fueron una vez lugares muy similares, dice ten Kate, si bien la vida no logró establecerse en el planeta rojo. “¿Realmente no hubo vida en Marte, o simplemente no sobrevivió? comenta. La respuesta podría arrojar luz sobre las condiciones necesarias para nutrir las primeras formas de vida en nuestro propio mundo.


Traducción al español producida por Adrián Muñoz Mateo de Divulgame.org para C&EN. La versión original (en inglés) del artículo está disponible aquí.

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