Curiosity hace un inventario del ingrediente clave de la vida en Marte

Los científicos que utilizan datos del vehículo explorador Curiosity de la NASA midieron por primera vez el carbono orgánico total —un componente clave en las moléculas de la vida— en rocas marcianas.

“El carbono orgánico total es una de las varias mediciones [o índices] que nos ayudan a entender cuánto material está disponible como materia prima para la química prebiótica y potencialmente la biología”, dijo Jennifer Stern, investigadora del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Encontramos al menos 200 a 273 partes por millón de carbono orgánico. Esto es comparable o incluso más que la cantidad que se encuentra en las rocas en lugares con muy poca presencia de vida en la Tierra, como en algunas partes del desierto de Atacama en América del Sur, y más de lo que se ha detectado en los meteoritos de Marte”.

El carbono orgánico es carbono unido a un átomo de hidrógeno. Esta es la base de las moléculas orgánicas, que son creadas y utilizadas por todas las formas conocidas de vida. Sin embargo, el carbono orgánico en Marte no prueba la existencia de vida allí porque también puede provenir de fuentes inertes, como meteoritos y volcanes, o formarse en el lugar por reacciones superficiales. Se ha encontrado antes carbono orgánico en Marte, pero las mediciones anteriores solo producían información sobre compuestos particulares, o representaban mediciones que capturaban solo una parte del carbono en las rocas. La nueva medición indica la cantidad total de carbono orgánico que hay en estas rocas.

Aunque la superficie de Marte es actualmente inhóspita para la vida, existe evidencia de que hace miles de millones de años el clima era más parecido al de la Tierra, con una atmósfera más gruesa y agua líquida que fluía hacia ríos y mares. Dado que el agua líquida es necesaria para la vida tal como la conocemos, los científicos piensan que la vida marciana, si alguna vez evolucionó, podría haber sido sostenida por ingredientes clave como el carbono orgánico, si estuviera presente en cantidad suficiente.

Curiosity está haciendo progresos en el campo de la astrobiología mediante la investigación de la habitabilidad de Marte y el estudio de su clima y su geología. El rover perforó muestras de piedras de barro de 3.500 millones de años de antigüedad en la formación "Yellowknife Bay" del cráter Gale, el sitio donde se encontraba un antiguo lago en Marte. La piedra de barro en ese cráter se formó como un sedimento muy fino (debido a la meteorización física y química de las rocas volcánicas) en agua que se asentó en el fondo de un lago, y quedó enterrado. El carbono orgánico era parte de este material y se incorporó a la piedra de barro. Además del agua líquida y el carbono orgánico, el cráter Gale tenía otras condiciones propicias para la vida, como fuentes de energía química, baja acidez y otros elementos esenciales para la biología, como oxígeno, nitrógeno y azufre. “Básicamente, este lugar habría ofrecido un entorno habitable para la vida, si alguna vez estuviera presente”, dijo Stern, autora principal de un artículo científico sobre esta investigación que fue publicado el 27 de junio en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Para realizar esta medición, Curiosity llevó la muestra a su instrumento de Análisis de Muestras en Marte (SAM, por sus siglas en inglés), donde un horno calentó la roca en polvo a temperaturas progresivamente más altas. Este experimento utilizó oxígeno y calor para convertir el carbono orgánico en dióxido de carbono (CO2), cuya cantidad se mide para obtener la cantidad de carbono orgánico en las rocas. La adición de oxígeno y calor permite que las moléculas de carbono se rompan y reaccionen con el oxígeno para producir CO2. Parte del carbono está atrapado en los minerales, por lo que el horno calienta la muestra a temperaturas muy altas para descomponer esos minerales y liberar el carbono para convertirlo en CO2. El experimento se realizó en 2014, pero requirió años de análisis para comprender los datos y poner los resultados en el contexto de los otros descubrimientos de la misión en el cráter Gale. El experimento de uso intensivo de recursos se realizó solo una vez durante los 10 años de Curiosity en Marte.

Este proceso también permitió a SAM medir las proporciones de isótopos de carbono, lo que ayuda a comprender la fuente del carbono. Los isótopos son versiones de un elemento con pesos (masas) ligeramente diferentes debido a la presencia de uno o más neutrones adicionales en el centro (núcleo) de sus átomos. Por ejemplo, el carbono 12 tiene seis neutrones, mientras que el carbono 13 —que es más pesado— tiene siete neutrones. Dado que los isótopos más pesados tienden a reaccionar un poco más lentamente que los isótopos más ligeros, el carbono de la vida es más rico en carbono 12. “En este caso, la composición isotópica realmente solo puede decirnos qué parte del carbono total es carbono orgánico y qué parte es carbono mineral”, dijo Stern. “Si bien la biología no se puede descartar por completo, los isótopos realmente no se pueden usar tampoco para respaldar la teoría de un origen biológico de este carbono, porque el rango se superpone con el carbono ígneo (volcánico) y el material orgánico meteorítico, que es más probable que sea la fuente de este carbono orgánico”.

La investigación fue financiada por el Programa de Exploración de Marte de la NASA. La misión del Laboratorio Científico de Marte con el rover Curiosity está dirigida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JLP, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California; JPL es administrado por Caltech. SAM fue construido y puesto a prueba en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Charles Malespin es el investigador principal a cargo de SAM.

Por Bill Steigerwald
Centro de Vuelo Espacial Goddard, Greenbelt, Maryland

Read this story in English here.