Siete moléculas orgánicas fueron identificadas por primera vez en Marte, lo que amplía nuestra comprensión sobre los tipos de preservación molecular que son posibles en la superficie marciana.
Después de años de trabajo de laboratorio, ya se conocen los resultados: una roca que el rover Curiosity de la NASA perforó y analizó en 2020 contiene la colección más diversa de moléculas orgánicas que se haya encontrado en el planeta rojo. De las 21 moléculas que contienen carbono identificadas en la muestra, siete de ellas fueron detectadas por primera vez en Marte.
Los científicos no tienen forma de saber si estas moléculas orgánicas fueron creadas por procesos biológicos o geológicos —ambas posibilidades son viables—, pero su descubrimiento confirma una vez más que el Marte de la antigüedad poseía la química adecuada para albergar vida. Es más, estas moléculas se suman a una lista cada vez más extensa de compuestos que, según se sabe, se conservan en las rocas incluso después de miles de millones de años de exposición a la radiación, la cual puede descomponer estas moléculas con el paso del tiempo.
Los hallazgos están detallados en un nuevo artículo publicado el martes en la revista científica Nature Communications.
La muestra de roca —apodada “Mary Anning 3” en honor a una coleccionista de fósiles y paleontóloga inglesa— fue recolectada en una zona del monte Sharp que hace miles de millones de años estuvo cubierta por lagos y arroyos. Este oasis surgió y se secó en repetidas ocasiones durante el pasado remoto del planeta, enriqueciendo finalmente la zona con minerales de arcilla, los cuales son especialmente eficaces para preservar compuestos orgánicos: moléculas que contienen carbono y que constituyen los componentes básicos de la vida, y que se encuentran por todo el sistema solar.
Entre las moléculas recién identificadas se encuentra un heterociclo nitrogenado: un anillo de átomos de carbono que contiene nitrógeno. Este tipo de estructura molecular se considera un precursor del ARN y el ADN.
“Esa detección es sumamente significativa, ya que estas estructuras pueden ser precursores químicos de moléculas que contienen nitrógeno más complejas”, dijo la autora principal del artículo, Amy Williams, de la Universidad de Florida en Gainesville. “Nunca antes se habían hallado heterociclos nitrogenados en la superficie marciana ni se habían confirmado en meteoritos marcianos”.
Otro descubrimiento fascinante fue el benzotiofeno, una molécula que contiene carbono y azufre y que ha sido hallada en muchos meteoritos. Algunos científicos sostienen que estos meteoritos, junto con las moléculas orgánicas que se encuentran en ellos, habrían sembrado la química prebiótica a lo largo del sistema solar primitivo.
Química marciana
El nuevo artículo científico complementa el hallazgo del año pasado de las moléculas orgánicas más grandes jamás descubiertas en Marte: hidrocarburos de cadena larga, incluyendo el decano, el undecano y el dodecano.
“Esto representa a Curiosity y a nuestro equipo en su máxima expresión. Hizo falta la labor de decenas de científicos e ingenieros para localizar este sitio, perforar para obtener la muestra y lograr estos descubrimientos con nuestro fabuloso robot”, dijo el científico del proyecto de la misión, Ashwin Vasavada, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California. “Esta colección de moléculas orgánicas aumenta una vez más la posibilidad de que Marte haya albergado vida en el pasado remoto”.
Ambos conjuntos de hallazgos fueron obtenidos mediante un sofisticado minilaboratorio llamado Análisis de Muestras en Marte (SAM, por su acrónimo en inglés), situado en el interior de Curiosity. Un taladro, ubicado en el extremo del brazo robótico del rover, pulveriza una muestra de roca cuidadosamente seleccionada hasta convertirla en polvo y, luego, la introduce gradualmente en SAM, donde un horno de alta temperatura calienta el material, liberando gases que son analizados por los instrumentos de este laboratorio para revelar la composición de la roca.
Además, SAM puede llevar a cabo “química húmeda”, depositando muestras en una pequeña taza con un disolvente líquido. Las reacciones resultantes pueden descomponer moléculas de mayor tamaño que, de otro modo, resultarían difíciles de detectar e identificar. Si bien el instrumento tiene varias de estas tazas, solo dos contienen hidróxido de tetrametilamonio (TMAH), una potente solución reservada para las muestras de mayor valor. La muestra Mary Anning 3 fue la primera en ser expuesta al TMAH.
Para verificar las reacciones del TMAH con materiales de origen extraterrestre, los autores del artículo también pusieron a prueba esta técnica en la Tierra con un fragmento del meteorito Murchison, uno de los meteoritos más estudiados de todos los tiempos. Con una antigüedad de más de 4.000 millones de años, Murchison contiene moléculas orgánicas que se dispersaron por todo el sistema solar primitivo. Se observó que una muestra de Murchison expuesta al TMAH descompuso moléculas mucho más grandes en algunas de las que se observaron en Mary Anning 3, incluyendo el benzotiofeno. Ese resultado confirma que las moléculas marcianas halladas en Mary Anning 3 podrían haberse generado a partir de la descomposición de compuestos aún más complejos, relevantes para la vida.
Curiosity utilizó recientemente su segunda y última taza de TMAH mientras exploraba unas cumbres reticuladas, similares a una telaraña, las cuales fueron formadas por antiguas aguas subterráneas. El equipo de la misión analizará esos resultados para un futuro artículo científico revisado por pares.
Abriendo camino para futuras misiones
Construido por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, el minilaboratorio SAM se basa en instrumentos de laboratorio de mayor tamaño y de calidad comercial. La integración de un equipo tan complejo en el rover exigió a los ingenieros reducir drásticamente su tamaño y desarrollar un método para que funcionara con un menor consumo de energía. Los científicos tuvieron que aprender a calentar el horno de SAM más lentamente y durante períodos más prolongados para poder llevar a cabo algunos de estos experimentos.
“Fue toda una hazaña simplemente averiguar cómo llevar a cabo este tipo de química en Marte por primera vez”, dijo Charles Malespin, investigador principal de este instrumento en el centro Goddard de la NASA y coautor del artículo científico. “Pero ahora que ya hemos adquirido cierta práctica, estamos preparados para hacer experimentos similares en futuras misiones”.
De hecho, el centro Goddard de la NASA ha suministrado varios componentes, incluyendo el espectrómetro de masas, para una versión de próxima generación de SAM, un instrumento denominado Analizador de moléculas orgánicas en Marte, destinado al rover marciano Rosalind Franklin de la ESA (Agencia Espacial Europea). Un instrumento similar, el Espectrómetro de masas de Dragonfly, explorará Titán, una de las lunas de Saturno, a bordo del helicóptero-módulo de aterrizaje Dragonfly de la NASA. Ambos instrumentos serán capaces de realizar análisis de química húmeda utilizando el disolvente TMAH.
Más sobre Curiosity
Curiosity fue construido por JPL, el cual es administrado por Caltech en Pasadena, California. JPL lidera la misión en nombre de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington, como parte de la cartera del Programa de Exploración de Marte de la NASA.
Para obtener más información sobre Curiosity, visita la página web (en inglés): https://science.nasa.gov/mission/msl-curiosity
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