Publicado: 
19 de diciembre de 2000

Micromagnetos marcianos

El meteorito marciano de Allan Hills está salpicado con pequeñísimos cristales magnéticos que en nuestro planeta son producidos sólo por bacterias.

NASA

Centro Marshall de Vuelos Espaciales

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20 de diciembre 20, 2000 -- La causa por la existencia de vida en el antiguo Marte se ve hoy mejor que nunca, luego que científicos anunciaron la semana pasada que han descubierto cristales magnéticos dentro de un meteorito marciano -- cristales que, aquí en la Tierra, son producidos únicamente por formas de vida microscópicas.

El compuesto magnético, llamado magnetita ó Fe3O4, es bastante común en nuestro planeta. La magnetita, producida comercialmente, está presente, por ejemplo, en las cintas caseras de audio y video. Pero solamente algunos tipos de bacterias terrestres, que son capaces de ensamblar los cristales átomo por átomo, producen estructuras magnéticas, y que son químicamente puras y libres de defectos.

Los científicos que estudian al meteorito de Allan Hills, una roca de 4 mil millones de años de edad proveniente de Marte y que aterrizó en la Antártica hace unos 13,000 años, encontraron justamente este tipo de cristales en el interior de esta roca del espacio.

Derecha: Imagen de los cristales de magnetita del meteorito, realizada con un microscopio de transmisión electrónica (MTE). Haga click en la imagen para ver una comparacion lado a lado de estos cristales con magnetita producida por bacterias MV-1 cultivadas.

"Encontrar este tipo de cristal magnético en un material de otro planeta es un hallazgo asombroso e importante," dijo el Dr. Dennis Bazylinski, un geobiólogo de la Universidad Estatal de Iowa. Bazylinski dirige uno de los pocos laboratorios capaces de cultivar esta clase de bacterias productoras de magnetita, que son comunes en muchos ambientes de agua dulce y marinos en la Tierra.

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Bazylinski fué uno de los nueve investigadores que desarrollaron una investigación de cuatro años, financiada por el Instituto de Astrobiología de la NASA. Un informe de su investigación se puede encontrar en el número de diciembre de la revista científica Geochimica et Cosmochimica Acta.

"No estamos diciendo que esto sea una prueba de la existencia de vida en el planeta Marte," dijo el Dr. Everett Gibson, astrobiólogo del Centro Johnson de Vuelos Espaciales de la NASA en Houston, Texas, que también participó en el estudio.

"Lo que argumentamos, es que estas magnetitas (las del meteorito) son indistinguibles de ciertas magnetitas biogénicas (es decir, producidas biológicamente) en la Tierra. Y lo que es más aun, no conocemos ningún otro mecanismo para producirlas, ni aquí en la Tierra ni tampoco en Marte," dijo Gibson.

Los científicos creen que estos cristales viajaron desde Marte en el meteorito, y que no fueron producidos ya estando en la Tierra, por bacterias que contaminaron el meteorito después de que éste llegara a la Antártica.

"Esta era una procupación real -- que (los cristales de magnetita) pudieran ser contaminación terrestre," dijo Gibson. Pero varios hechos apoyan la hipótesis de un origen marciano, incluyendo el hecho de que los cristales estén embebidos muy profundamente en el carbonato del meteorito; además de la predilección de las bacterias productoras de magnetita por los ambientes de poco oxígeno, lo que hace que sea poco probable que tales bacterias hayan vivido en el lugar donde el meteorito fué encontrado.

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"Lo hemos examinado cuidadosamente y nos hemos convencido de que la magnetita tiene que venir de Marte," dijo Gibson. "Nadie (en la comunidad científica) lo está cuestionando."

Arriba: El meteorito de Allan Hills (ALH84001), que los científicos creen proviene de Marte. El cubo negro tiene 1 cm. [más información]

Este meteorito -- llamado meteorito de Allan Hills por la capa de hielo donde fue hallado -- es el mismo que causó un alboroto en 1996, al entregar la primera evidencia potencial de vida de tipo bacteriano en Marte. Estos cristales de magnetita fueron una de las cuatro líneas de evidencia que apoyaron el anuncio del '96. Pero, poco se sabía entonces sobre las características de la magnetita de origen bacteriano.

"En aquél momento, solamente sabíamos que existían pequeñísimos cristales de magnetita hechos por bacterias, y no sabíamos mucho acerca de éstas," dijo Gibson. "Ahora los hemos estudiado en detalle (los cristales), y sabemos que aquellos hechos por bacterias tienen las mismas propiedades (que los del meteorito)."

Los cristales hechos por bacterias productoras de magnetita son químicamente puros y libres de defectos en su estructura cristalina. Son ligeramente alargados en uno de los ejes cristalinos, y varían en tamaño desde los 35 a los 120 nanómetros (un nanómetro es una mil-millonésima de metro). Muestran además un patrón particular en sus facetas -- como un diamante cortado. Estas propiedades son tan poco comunes, que sólo han sido vistas en cristales de magnetita producidos por procesos biológicos.

Los investigadores descubrieron que cerca de un cuarto de los cristales de magnetita en el meteorito tienen exactamente estas mismas propiedades. Se cree que los otros tres cuartos se formaron geológicamente, dijeron los investigadores.

Las bacterias son capaces de crear cristales tan precisos porque son capaces de manejar la construcción del cristal a nivel atómico.

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Arriba: Un ejemplo de bacteria magnetotáctica (productora de magnetita). Note la línea de cristales de magnetita ligeramente alargados bajo el centro de la bacteria. Estos cristales actúan como un compás, alineando la bacteria con el campo magnético terrestre. Imagen cortesía del Dr. Dennis Bazylinski de la Universidad Estatal de Iowa, EEUU.

"Las magnetitas son construidas átomo por átomo dentro de la bacteria. Las bacterias forman una ligera membrana alrededor del cristal que controla el crecimiento de la magnetita, y después bombean átomos de hierro dentro de la membrana y forman los cristales (que consisten de átomos de hierro y oxígeno). Controlando cuidadosamente el crecimiento del cristal con la membrana la bacteria evita que el cristal crezca en una dirección, permitiéndole crecer en la otra" dijo Gibson.

La dirección en la cual las bacterias alargan los cristales maximiza la capacidad magnética de la magnetita. Las bacterias, que pertenecen en su mayoría al género Magnetospirillum, alinean luego varios de estos cristales para que actúen en conjunto como una aguja magnética, que permite a las bacterias alinearse con el campo magnético de la Tierra.

¿Y para qué querría una bacteria alinearse con el campo magnético de la Tierra?. Pues sucede que este comportamiento puede ayudar a un microbio acuático a encontrar agua con el nivel exacto de oxígeno que requiere para sobrevivir. Generalmente, las distintas concentraciones de oxígeno en un cuerpo de agua, se encuentran ordenadas en capas horizontales, como los pisos de un edificio. El campo magnético terrestre, además de orientarse hacia el polo, también tiene un ángulo vertical con el suelo. Estas líneas del campo magnético proveen de una especie de "manilla" de ascensor que ayuda a las bacterias a deslizarse y encontrar los "pisos del edificio", de una forma mas eficiente que si lo hicieran a ciegas.

Pero, tal compás interno no le serviría a una bacteria marciana a menos que Marte tuviera un campo magnético natural como el de la Tierra.

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"Cuando escribimos el artículo original en el '96, se creía que Marte nunca había tenido campo magnético propiamente tal," dijo Gibson. "Pero luego el Explorador Global de Marte (Mars Global Surveyor) detectó un fuerte magnetismo remanente en algunas de las rocas de la superficie marciana. ... Por lo que es claro que en sus comienzos, Marte tuvo un fuerte campo magnético, y que es por esas fechas cuando creemos que se formaron estas magnetitas: hace unos 3.9 mil millones de años.

En contraste, la vida mas temprana que ha podido ser documentada en la Tierra data de entre 3.6 y 3.7 mil millones de años atrás, dijo Gibson. Ambos planetas se formaron al mismo tiempo, hace unos 4.5 mil millones de años.

"Ahora estamos tratando de responder la pregunta de si bacterias (que producen magnetita) pudieron haber vivido en Marte," dijo Bazylinski. "Y hemos encontrado ciertos aspectos de su metabolismo que sugieren que podrían haber sido capaces de hacerlo."

Arriba: Una vision artística que compara los actuales campos magnéticos de la Tierra y Marte. El campo terrestre es generado por un dínamo activo - un núcleo caliente de metal derretido. El campo magnético rodea a la Tierra y es considerado global (imagen B). Los varios campos magnéticos marcianos (imagen A) no abarcan la totalidad del planeta y son locales. El dínamo marciano ya no existe, y sus campos magnéticos son remanentes "fósiles" de un antiguo campo magnético global. [más información]

La revista científica Science publicó recientemente una investigación que muestra evidencias de capas sedimentarias en varios lugares de Marte, y que los investigadores interpretaron como productos de lagos antiguos que alguna vez marcaron la superficie de Marte. Debido a que estos lagos pueden haber provisto de un habitat para las bacterias, este hallazgo respalda la posibilidad de que las bacterias puedan haber existido en Marte, dijo Bazylinski.

Aunque esta nueva evidencia del meteorito Allan Hills no prueba que la vida haya existido alguna vez en Marte, Gibson dijo que, "creemos que es una evidencia difícil de explicar con cualquier otra hipótesis."

Además de Bazylinski y Gibson, también participan en esta investigación los científicos: Kathie Thomas-Keprta, Simon Clemett, y Susan Wentworth del Lockheed Martin del Centro Espacial Johnson; David McKay de JSC; Joseph Kirschvink del Instituto Tecnologico de California; H. Vali de la Universidad McGill, en Montreal; y Christopher Romanek del Laboratorio Ecológico de Savannah River.

 

Vínculos Web

Instituto de Astrobiologia de la NASA -- Página principal.

Explorador Global de Marte -- Página principal.

¿Vida Fósil en el ALH84001? -- Resumen del artículo de Science de 1996 del Dr. David McKay et al. donde se anuncio por primera vez la posible evidencia de vida marciana en el meteorito de Allan Hills.

¿Qué es el ALH84001? -- Información sobre el meteorito de Allan Hills, incluyendo cómo los científicos saben que vino de Marte y cómo llegó a la Tierra.

Animación -- Una película de 980 kb en formato mpeg simulando un impacto meteórico que pudo haber lanzado al meteorito Allan Hills desde la superficie de Marte. 

Reportajes de Ciencia@NASA y Science@NASA sobre Marte: 

Marte sedimentario -- Nuevas imágenes del Explorador Global de Marte revelan capas de roca sedimentaria en el Planeta Rojo que se pudieron haber formado bajo el agua, en un distante pasado marciano.

Chapoteando en Marte -- En un planeta que es más frío que la Antártica y donde el agua hierve a 10 grados por encima del punto de congelamiento, ¿como pudo haber existido alguna vez agua líquida en Marte?. Científicos afirman que una pizca de sal puede haber ayudado. 

Desenterrando pistas para los fósiles marcianos -- La caza por indicios de señales de vida antigua en Marte ha dirigido a los científicos a explorar en la Tierra, un lago de otro mundo. 


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