La posibilidad de vida en Marte es un tema de interés en la astrobiología debido a su proximidad y similitudes con la Tierra . Hasta la fecha, no se han encontrado pruebas de vida pasada o presente en Marte . La evidencia acumulada sugiere que durante el antiguo período de tiempo de Noé , el ambiente de la superficie de Marte tenía agua líquida y pudo haber sido habitable para microorganismos. Pero la existencia de condiciones habitables no necesariamente indica la presencia de vida. [1] [2]
Las búsquedas científicas de evidencia de vida comenzaron en el siglo XIX y continúan hoy a través de investigaciones telescópicas y sondas desplegadas. Si bien el trabajo inicial se centró en la fenomenología y bordeó la fantasía, la investigación científica moderna ha enfatizado la búsqueda de agua , biofirmas químicas en el suelo y rocas en la superficie del planeta y gases biomarcadores en la atmósfera. [3]
Marte es de particular interés para el estudio de los orígenes de la vida debido a su similitud con la Tierra primitiva. Esto es especialmente así porque Marte tiene un clima frío y carece de tectónica de placas o deriva continental , por lo que se ha mantenido casi sin cambios desde el final del período Hesperiano . Al menos dos tercios de la superficie de Marte tienen más de 3.500 millones de años y, por lo tanto, Marte puede tener el mejor registro de las condiciones prebióticas que conducen a la vida, incluso si la vida no existe o nunca ha existido allí, [4] [5] que podría haber comenzado a desarrollarse hace 4.480 millones de años. [6]
Tras la confirmación de la existencia pasada de agua líquida superficial, las curiosidad , perseverancia y Opportunity exploradores comenzaron a buscar evidencia de vida pasada, incluyendo un pasado biosfera basado en autótrofos , quimiotróficas o quimiolitoautotróficas microorganismos , así como el agua antigua, incluyendo fluvio- Ambientes lacustres ( llanuras relacionadas con ríos o lagos antiguos) que pueden haber sido habitables . [7] [8] [9] [10] La búsqueda de evidencia de habitabilidad , tafonomía (relacionada con fósiles ) y compuestos orgánicos en Marte es ahora un objetivo principal de la NASA y la ESA.
Los hallazgos de compuestos orgánicos dentro de rocas sedimentarias y de boro en Marte son de interés, ya que son precursores de la química prebiótica . Tales hallazgos, junto con descubrimientos previos de que el agua líquida estaba claramente presente en el antiguo Marte, respaldan aún más la posible habitabilidad temprana del cráter Gale en Marte. [11] [12] Actualmente, la superficie de Marte está bañada por radiación ionizante y el suelo marciano es rico en percloratos tóxicos para los microorganismos . [13] [14] Por lo tanto, el consenso es que si existe vida, o existió, en Marte, podría encontrarse o conservarse mejor en el subsuelo, lejos de los duros procesos superficiales actuales.
En junio de 2018, la NASA anunció la detección de variaciones estacionales de los niveles de metano en Marte. El metano podría ser producido por microorganismos o por medios geológicos. [15] El orbitador europeo ExoMars Trace Gas Orbiter comenzó a mapear el metano atmosférico en abril de 2018, y el rover ExoMars 2022 Rosalind Franklin perforará y analizará muestras del subsuelo, mientras que el rover Perseverance de la NASA Mars 2020 , que aterrizó con éxito, almacenará decenas de muestras de perforación. para su posible transporte a los laboratorios de la Tierra a finales de la década de 2020 o 2030. Al 8 de febrero de 2021, se informó un estado actualizado de los estudios que consideran la posible detección de formas de vida en Venus (a través de la fosfina ) y Marte (a través del metano ). [dieciséis]
Especulación temprana
Los casquetes polares de Marte se descubrieron a mediados del siglo XVII. [ cita requerida ] A finales del siglo XVIII, William Herschel demostró que crecen y se encogen alternativamente, en el verano y en el invierno de cada hemisferio. A mediados del siglo XIX, los astrónomos sabían que Marte tenía otras similitudes con la Tierra, por ejemplo, que la duración de un día en Marte era casi la misma que la de un día en la Tierra. También sabían que su inclinación axial era similar a la de la Tierra, lo que significaba que experimentaba estaciones al igual que la Tierra, pero de casi el doble de longitud debido a su año mucho más largo . Estas observaciones llevaron a aumentar la especulación de que las características del albedo más oscuras eran el agua y las más brillantes eran la tierra, de donde siguió la especulación sobre si Marte podría estar habitado por alguna forma de vida. [17]
En 1854, William Whewell , miembro del Trinity College de Cambridge, teorizó que Marte tenía mares, tierra y posiblemente formas de vida. [18] La especulación sobre la vida en Marte explotó a fines del siglo XIX, luego de la observación telescópica por parte de algunos observadores de aparentes canales marcianos, que luego se descubrió que eran ilusiones ópticas. A pesar de esto, en 1895, el astrónomo estadounidense Percival Lowell publicó su libro Mars, seguido de Mars and its Canals en 1906, [19] proponiendo que los canales eran obra de una civilización desaparecida. [20] Esta idea llevó al escritor británico HG Wells a escribir La guerra de los mundos en 1897, relatando una invasión de extraterrestres de Marte que huían de la desecación del planeta. [21]
El análisis espectroscópico de la atmósfera de Marte comenzó en serio en 1894, cuando el astrónomo estadounidense William Wallace Campbell demostró que ni agua ni oxígeno estaban presentes en la atmósfera marciana . [22] El influyente observador Eugène Antoniadi usó el telescopio de apertura de 83 cm (32,6 pulgadas) en el Observatorio Meudon en la oposición de Marte en 1909 y no vio canales, las fotos sobresalientes de Marte tomadas en la nueva cúpula de Baillaud en el observatorio Pic du Midi también trajo un descrédito formal a la teoría de los canales marcianos en 1909, [23] y la noción de canales comenzó a caer en desgracia. [22]
Habitabilidad
Los atributos químicos, físicos, geológicos y geográficos dan forma al medio ambiente en Marte. Las mediciones aisladas de estos factores pueden ser insuficientes para considerar un entorno habitable, pero la suma de las mediciones puede ayudar a predecir ubicaciones con mayor o menor potencial de habitabilidad. [24] Los dos enfoques ecológicos actuales para predecir la habitabilidad potencial de la superficie marciana utilizan 19 o 20 factores ambientales, con énfasis en la disponibilidad de agua, la temperatura, la presencia de nutrientes, una fuente de energía y la protección de la radiación solar ultravioleta y cósmica galáctica. Radiación . [25] [26]
Los científicos no conocen el número mínimo de parámetros para la determinación del potencial de habitabilidad, pero están seguros de que es mayor que uno o dos de los factores de la siguiente tabla. [24] Del mismo modo, para cada grupo de parámetros, se determinará el umbral de habitabilidad de cada uno. [24] Las simulaciones de laboratorio muestran que cuando se combinan múltiples factores letales, las tasas de supervivencia se desploman rápidamente. [27] Aún no se han publicado simulaciones completas de Marte que incluyan todos los factores biocidas combinados. [27] Además, la posibilidad de que la vida marciana tenga unos requisitos bioquímicos y de habitabilidad muy diferentes a los de la biosfera terrestre es una cuestión abierta.
Factores de habitabilidad [26] | |
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Agua |
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Entorno químico |
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Energía para el metabolismo |
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Condiciones físicas propicias |
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Pasado
Modelos recientes han demostrado que, incluso con una atmósfera densa de CO 2 , el Marte temprano era más frío que la Tierra. [28] [29] [30] [31] Las condiciones cálidas transitorias relacionadas con los impactos o el vulcanismo podrían haber producido condiciones que favorecieran la formación de las redes de valles de Noé tardío , aunque las condiciones globales de Noé medio-tardío probablemente fueran heladas. El calentamiento local del medio ambiente por el vulcanismo y los impactos habría sido esporádico, pero debería haber habido muchos eventos de agua fluyendo en la superficie de Marte. [31] Tanto la evidencia mineralógica como la morfológica indican una degradación de la habitabilidad desde el Hesperiano medio en adelante. Las causas exactas no se comprenden bien, pero pueden estar relacionadas con una combinación de procesos que incluyen la pérdida de la atmósfera temprana, la erosión por impacto o ambos. [31]
La pérdida del campo magnético marciano afectó fuertemente a los entornos de la superficie a través de la pérdida atmosférica y el aumento de la radiación; este cambio degradó significativamente la habitabilidad de la superficie. [33] Cuando había un campo magnético, la atmósfera estaría protegida de la erosión por el viento solar , lo que aseguraría el mantenimiento de una atmósfera densa, necesaria para que exista agua líquida en la superficie de Marte. [34] La pérdida de la atmósfera estuvo acompañada de una disminución de las temperaturas. Parte del inventario de agua líquida se sublimó y fue transportada a los polos, mientras que el resto quedó atrapado en el permafrost , una capa de hielo subterránea. [31]
Las observaciones en la Tierra y el modelado numérico han demostrado que un impacto de formación de cráteres puede resultar en la creación de un sistema hidrotermal duradero cuando hay hielo en la corteza. Por ejemplo, un cráter de 130 km de largo podría sostener un sistema hidrotermal activo durante hasta 2 millones de años, es decir, el tiempo suficiente para que emerja vida microscópica, [31] pero es poco probable que haya progresado más en el camino evolutivo. [35]
Las muestras de suelo y roca estudiadas en 2013 por los instrumentos a bordo del rover Curiosity de la NASA proporcionaron información adicional sobre varios factores de habitabilidad. [36] El equipo del rover identificó algunos de los ingredientes químicos clave para la vida en este suelo, incluidos azufre , nitrógeno , hidrógeno , oxígeno, fósforo y posiblemente carbono , así como minerales de arcilla, lo que sugiere un ambiente acuoso de hace mucho tiempo, tal vez un lago. o un antiguo lecho de un río, que tenía acidez neutra y baja salinidad. [36] El 9 de diciembre de 2013, la NASA informó que, basándose en la evidencia de Curiosity que estudia Aeolis Palus , el cráter Gale contenía un antiguo lago de agua dulce que podría haber sido un entorno hospitalario para la vida microbiana . [37] [38] La confirmación de que alguna vez fluyó agua líquida en Marte, la existencia de nutrientes y el descubrimiento previo de un campo magnético pasado que protegió al planeta de la radiación cósmica y solar, [39] [40] juntos sugieren fuertemente que Marte podría haber tenido los factores ambientales para sustentar la vida. [41] [42] La evaluación de la habitabilidad pasada no es en sí misma evidencia de que la vida marciana haya existido alguna vez. Si lo hizo, probablemente era microbiano , que existía en forma común en los fluidos o en los sedimentos, ya sea de vida libre o como biopelículas , respectivamente. [33] La exploración de análogos terrestres proporciona pistas sobre cómo y dónde buscar mejor los signos de vida en Marte. [43]
Impactita , que se ha demostrado que conserva los signos de vida en la Tierra, fue descubierto en Marte y podría contener signos de vida antigua, si es que alguna vez existió vida en el planeta. [44]
El 7 de junio de 2018, la NASA anunció que el rover Curiosity había descubierto moléculas orgánicas en rocas sedimentarias que datan de tres mil millones de años. [45] [46] La detección de moléculas orgánicas en rocas indica que algunos de los componentes básicos de la vida estaban presentes. [47] [48]
Regalo
Posiblemente, si existe (o existió) vida en Marte, se podría encontrar evidencia de vida, o se podría preservar mejor, en el subsuelo, lejos de las duras condiciones actuales de la superficie. [49] La vida actual en Marte, o sus biofirmas, podría ocurrir a kilómetros por debajo de la superficie, o en puntos calientes geotérmicos subterráneos, o podría ocurrir a pocos metros debajo de la superficie. La capa de permafrost en Marte está solo un par de centímetros por debajo de la superficie, y las salmueras saladas pueden ser líquidas unos centímetros por debajo de eso, pero no muy abajo. El agua está cerca de su punto de ebullición incluso en los puntos más profundos de la cuenca de Hellas, por lo que no puede permanecer líquida por mucho tiempo en la superficie de Marte en su estado actual, excepto después de una repentina liberación de agua subterránea. [50] [51] [52]
Hasta ahora, la NASA ha seguido una estrategia de "seguir el agua" en Marte y no ha buscado biofirmas de vida allí directamente desde las misiones Viking . El consenso de los astrobiólogos es que puede ser necesario acceder al subsuelo marciano para encontrar entornos actualmente habitables. [49]
Radiación cósmica
En 1965, la sonda Mariner 4 descubrió que Marte no tenía un campo magnético global que protegiera al planeta de la radiación cósmica y solar potencialmente mortal ; Las observaciones realizadas a finales de la década de 1990 por el Mars Global Surveyor confirmaron este descubrimiento. [53] Los científicos especulan que la falta de protección magnética ayudó a que el viento solar se llevara gran parte de la atmósfera de Marte en el transcurso de varios miles de millones de años. [54] Como resultado, el planeta ha sido vulnerable a la radiación del espacio durante aproximadamente 4 mil millones de años. [55]
Los datos in situ recientes del rover Curiosity indican que la radiación ionizante de los rayos cósmicos galácticos (GCR) y los eventos de partículas solares (SPE) pueden no ser un factor limitante en las evaluaciones de habitabilidad para la vida actual en la superficie de Marte. El nivel de 76 mGy por año medido por Curiosity es similar a los niveles dentro de la ISS. [56]
Efectos acumulativos
El rover Curiosity midió niveles de radiación ionizante de 76 mGy por año. [57] Este nivel de radiación ionizante es esterilizante para la vida latente en la superficie de Marte. Su habitabilidad varía considerablemente en función de su excentricidad orbital y la inclinación de su eje. Si la vida en la superficie se ha reanimado tan recientemente como hace 450.000 años, entonces los rovers en Marte podrían encontrar vida inactiva pero aún viable a una profundidad de un metro por debajo de la superficie, según una estimación. [58] Incluso las células más resistentes conocidas no podrían sobrevivir a la radiación cósmica cerca de la superficie de Marte, ya que Marte perdió su atmósfera y magnetosfera protectora. [59] [60] Después de mapear los niveles de radiación cósmica a varias profundidades en Marte, los investigadores han concluido que con el tiempo, cualquier vida dentro de los primeros metros de la superficie del planeta moriría por dosis letales de radiación cósmica. [59] [61] [62] El equipo calculó que el daño acumulativo al ADN y al ARN por la radiación cósmica limitaría la recuperación de células latentes viables en Marte a profundidades superiores a 7,5 metros por debajo de la superficie del planeta. [61] Incluso las bacterias terrestres más tolerantes a la radiación sobrevivirían en estado de esporas inactivas sólo 18.000 años en la superficie; a 2 metros, la mayor profundidad a la que el rover ExoMars será capaz de alcanzar, el tiempo de supervivencia sería de 90.000 a medio millón de años, dependiendo del tipo de roca. [63]
Los datos recopilados por el detector de evaluación de radiación (RAD) a bordo del rover Curiosity revelaron que la dosis absorbida medida es de 76 mGy / año en la superficie, [64] y que "la radiación ionizante influye fuertemente en las composiciones y estructuras químicas, especialmente en el agua, sales y componentes sensibles a redox como moléculas orgánicas ". [64] Independientemente de la fuente de los compuestos orgánicos marcianos (meteóricos, geológicos o biológicos), sus enlaces de carbono son susceptibles de romperse y reconfigurarse con los elementos circundantes mediante la radiación de partículas cargadas ionizantes. [64] Estas estimaciones mejoradas de radiación subsuperficial dan una idea del potencial para la preservación de posibles biofirmas orgánicas en función de la profundidad, así como los tiempos de supervivencia de posibles formas de vida microbianas o bacterianas que quedan inactivas debajo de la superficie. [64] El informe concluye que las "mediciones de la superficie in situ y las estimaciones del subsuelo limitan la ventana de conservación de la materia orgánica marciana después de la exhumación y exposición a la radiación ionizante en los pocos metros superiores de la superficie marciana". [64]
En septiembre de 2017, la NASA informó que los niveles de radiación en la superficie del planeta Marte se duplicaron temporalmente y se asociaron con una aurora 25 veces más brillante que cualquier observada anteriormente, debido a una tormenta solar importante e inesperada a mediados de mes. [sesenta y cinco]
Radiación UV
Sobre la radiación ultravioleta, un informe de 2014 concluye [66] que "[E] l ambiente de radiación ultravioleta marciana es rápidamente letal para los microbios sin protección, pero puede ser atenuado por tormentas de polvo globales y protegido completamente por <1 mm de regolito u otros organismos". Además, una investigación de laboratorio publicada en julio de 2017 demostró que los percloratos irradiados con UV causan un aumento de 10,8 veces en la muerte celular en comparación con las células expuestas a la radiación UV después de 60 segundos de exposición. [67] [68] La profundidad de penetración de la radiación ultravioleta en el suelo está en el rango de submilímetro a milímetro y depende de las propiedades del suelo. [68]
Percloratos
Se sabe que el regolito marciano contiene un máximo de 0.5% (p / v) de perclorato (ClO 4 - ) que es tóxico para la mayoría de los organismos vivos, [69] pero dado que bajan drásticamente el punto de congelación del agua y algunos extremófilos pueden usar como fuente de energía (ver Percloratos - Biología ), ha provocado especulaciones sobre cuál sería su influencia en la habitabilidad. [67] [70] [71]
La investigación publicada en julio de 2017 muestra que cuando se irradia con un flujo UV marciano simulado, los percloratos se vuelven aún más letales para las bacterias ( bactericida ). Incluso las esporas inactivas perdieron viabilidad en cuestión de minutos. [67] Además, otros dos compuestos de la superficie marciana, los óxidos de hierro y el peróxido de hidrógeno , actúan en sinergia con los percloratos irradiados para causar un aumento de 10,8 veces en la muerte celular en comparación con las células expuestas a la radiación ultravioleta después de 60 segundos de exposición. [67] [68] También se encontró que los silicatos abrasivos (cuarzo y basalto) conducen a la formación de especies tóxicas de oxígeno reactivo . [72] Los investigadores concluyeron que "la superficie de Marte es letal para las células vegetativas y hace que gran parte de la superficie y las regiones cercanas a la superficie sean inhabitables". [73] Esta investigación demuestra que la superficie actual es más inhabitable de lo que se pensaba anteriormente, [67] [74] y refuerza la idea de inspeccionar al menos unos pocos metros en el suelo para asegurar que los niveles de radiación sean relativamente bajos. [74] [75]
Sin embargo, la investigadora Kennda Lynch descubrió la primera instancia conocida de un hábitat que contiene percloratos y bacterias reductoras de percloratos en un entorno análogo: un paleolaco en Pilot Valley, Great Salt Lake Desert , Utah. [76] Ella ha estado estudiando las biofirmas de estos microbios y espera que el rover Mars Perseverance encuentre biofirmas coincidentes en su sitio del cráter Jezero . [77] [78]
Líneas de pendiente recurrentes
Las características de las líneas de pendiente recurrentes (RSL) se forman en las laderas que dan al sol en épocas del año en que las temperaturas locales superan el punto de fusión del hielo. Las rayas crecen en primavera, se ensanchan a fines del verano y luego se desvanecen en otoño. Esto es difícil de modelar de otra manera, excepto que involucre agua líquida de alguna forma, aunque se cree que las rayas mismas son un efecto secundario y no una indicación directa de la humedad del regolito. Aunque ahora se ha confirmado que estas características involucran agua líquida de alguna forma, el agua podría estar demasiado fría o demasiado salada para la vida. En la actualidad se tratan como potencialmente habitables, como "Regiones Inciertas, para ser tratadas como Regiones Especiales".). [79] [80] Se sospechaba que involucraban salmueras que fluían en ese entonces. [81] [82] [83] [84]
La disponibilidad termodinámica de agua ( actividad del agua ) limita estrictamente la propagación microbiana en la Tierra, particularmente en ambientes hipersalinos, y hay indicios de que la fuerza iónica de la salmuera es una barrera para la habitabilidad de Marte. Los experimentos muestran que la alta fuerza iónica , llevada a los extremos en Marte por la omnipresencia de iones divalentes, "hace que estos entornos sean inhabitables a pesar de la presencia de agua biológicamente disponible". [85]
Fijación de nitrogeno
Después del carbono, el nitrógeno es posiblemente el elemento más importante necesario para la vida. Por lo tanto, se requieren mediciones de nitrato en el rango de 0,1% a 5% para abordar la cuestión de su presencia y distribución. Hay nitrógeno (como N 2 ) en la atmósfera en niveles bajos, pero esto no es adecuado para apoyar la fijación de nitrógeno para la incorporación biológica. [86] El nitrógeno en forma de nitrato podría ser un recurso para la exploración humana como nutriente para el crecimiento de las plantas y para su uso en procesos químicos. En la Tierra, los nitratos se correlacionan con los percloratos en ambientes desérticos, y esto también puede ser cierto en Marte. Se espera que el nitrato sea estable en Marte y que se haya formado por choque térmico por impacto o rayo volcánico en el antiguo Marte. [87]
El 24 de marzo de 2015, la NASA informó que el instrumento SAM en el rover Curiosity detectó nitratos al calentar los sedimentos de la superficie. El nitrógeno en el nitrato está en un estado "fijo", lo que significa que está en una forma oxidada que puede ser utilizada por organismos vivos . El descubrimiento respalda la idea de que el antiguo Marte pudo haber sido un lugar hospitalario para la vida. [87] [88] [89] Se sospecha que todo el nitrato en Marte es una reliquia, sin contribución moderna. [90] La abundancia de nitrato varía desde la no detección hasta 681 ± 304 mg / kg en las muestras examinadas hasta finales de 2017. [90] El modelo indica que las películas transitorias de agua condensada en la superficie deben transportarse a profundidades más bajas (≈10 m) potencialmente transportando nitratos, donde los microorganismos subsuperficiales podrían prosperar. [91]
Por el contrario, el fosfato, uno de los nutrientes químicos que se cree que es esencial para la vida, está disponible en Marte. [92]
Baja presión
Para complicar aún más las estimaciones de la habitabilidad de la superficie marciana, se encuentra el hecho de que se sabe muy poco sobre el crecimiento de microorganismos a presiones cercanas a las de la superficie de Marte. Algunos equipos determinaron que algunas bacterias pueden ser capaces de replicarse celular hasta 25 mbar, pero que todavía está por encima de las presiones atmosféricas encontradas en Marte (rango 1-14 mbar). [93] En otro estudio, veinte y seis cepas de bacterias fueron elegidos en base a su recuperación de instalaciones de montaje nave espacial, y sólo Serratia liquefaciens cepa ATCC 27592 de crecimiento mostrados en 7 mbar, 0 ° C y CO 2 atmósferas anóxicas enriquecido. [93]
Agua líquida
El agua líquida es una condición necesaria pero no suficiente para la vida tal como la conocemos los humanos, ya que la habitabilidad es función de una multitud de parámetros ambientales. [94] El agua líquida no puede existir en la superficie de Marte excepto en las elevaciones más bajas durante minutos u horas. [95] [96] El agua líquida no aparece en la superficie misma, [97] pero podría formarse en cantidades minúsculas alrededor de las partículas de polvo en la nieve calentada por el sol. [98] [99] Además, las antiguas capas de hielo ecuatoriales debajo del suelo pueden sublimarse o derretirse lentamente, accesibles desde la superficie a través de cuevas. [100] [101] [102] [103]
terreno ondulado condujo al descubrimiento de una gran cantidad de hielo subterráneo con
suficiente agua para llenar el Lago Superior (22 de noviembre de 2016) [104] [105] [106]
El agua en Marte existe casi exclusivamente como agua helada, ubicada en los casquetes polares marcianos y bajo la superficie marciana poco profunda, incluso en latitudes más templadas. [107] [108] Hay una pequeña cantidad de vapor de agua en la atmósfera . [109] No hay cuerpos de agua líquida en la superficie marciana porque su presión atmosférica en la superficie tiene un promedio de 600 pascales (0,087 psi), aproximadamente el 0,6% de la presión media al nivel del mar en la Tierra, y porque la temperatura es demasiado baja (210 K (−63 ° C)) que conduce a una congelación inmediata. A pesar de esto, hace unos 3.800 millones de años [110] había una atmósfera más densa , una temperatura más alta y grandes cantidades de agua líquida fluían en la superficie, [111] [112] [113] [114] incluyendo grandes océanos. [115] [116] [117] [118] [119]
Se ha estimado que los océanos primordiales de Marte habrían cubierto entre el 36% [120] y el 75% del planeta. [121] El 22 de noviembre de 2016, la NASA informó haber encontrado una gran cantidad de hielo subterráneo en la región de Utopia Planitia de Marte. Se ha estimado que el volumen de agua detectado es equivalente al volumen de agua en el lago Superior . [104] [105] [106] El análisis de las areniscas marcianas, utilizando datos obtenidos de la espectrometría orbital, sugiere que las aguas que existían previamente en la superficie de Marte habrían tenido una salinidad demasiado alta para soportar la mayoría de la vida similar a la Tierra. Tosca y col. encontraron que el agua marciana en los lugares que estudiaron tenía actividad de agua , un w ≤ 0,78 a 0,86, un nivel fatal para la mayoría de la vida terrestre. [122] Las haloarqueas , sin embargo, pueden vivir en soluciones hipersalinas, hasta el punto de saturación. [123]
En junio de 2000, se descubrió una posible evidencia de agua líquida actual que fluye en la superficie de Marte en forma de barrancos similares a inundaciones. [124] [125] En 2006 se publicaron imágenes similares adicionales, tomadas por el Mars Global Surveyor , que sugerían que el agua fluye ocasionalmente en la superficie de Marte. Las imágenes mostraron cambios en las paredes empinadas de los cráteres y los depósitos de sedimentos, lo que proporciona la evidencia más fuerte hasta ahora de que el agua los atravesó tan recientemente como hace varios años.
Existe un desacuerdo en la comunidad científica sobre si las recientes vetas de barrancos fueron formadas por agua líquida o no. Algunos sugieren que los flujos fueron simplemente flujos de arena seca. [126] [127] [128] Otros sugieren que puede ser salmuera líquida cerca de la superficie, [129] [130] [131] pero no se comprende la fuente exacta del agua y el mecanismo detrás de su movimiento. [132]
En julio de 2018, los científicos informaron del descubrimiento de un lago subglacial en Marte, a 1,5 km (0,93 millas) por debajo de la capa de hielo del polo sur y extendiéndose lateralmente unos 20 km (12 millas), el primer cuerpo de agua estable conocido en el planeta. [133] [134] [135] [136] El lago se descubrió utilizando el radar MARSIS a bordo del orbitador Mars Express , y los perfiles se recopilaron entre mayo de 2012 y diciembre de 2015. [137] El lago está centrado en 193 ° E , 81 ° S, una zona plana que no presenta características topográficas peculiares pero que está rodeada de un terreno más alto, excepto en su lado este, donde hay una depresión. [133]
Sílice
En mayo de 2007, el rover Spirit removió un pedazo de tierra con su rueda inoperante, descubriendo un área 90% rica en sílice . [138] La característica recuerda el efecto del agua de manantial o el vapor que entran en contacto con rocas volcánicas. Los científicos consideran esto como evidencia de un ambiente pasado que puede haber sido favorable para la vida microbiana y teorizan que un posible origen de la sílice puede haber sido producido por la interacción del suelo con los vapores ácidos producidos por la actividad volcánica en presencia de agua. [139]
Basados en análogos de la Tierra, los sistemas hidrotermales en Marte serían muy atractivos por su potencial para preservar firmas biológicas orgánicas e inorgánicas . [140] [141] [142] Por esta razón, los depósitos hidrotermales se consideran objetivos importantes en la exploración de evidencia fósil de la vida antigua marciana. [143] [144] [145]
Posibles biofirmas
En mayo de 2017, se pudo haber encontrado evidencia de la vida más antigua conocida en la tierra en la Tierra en geyserita de 3.48 mil millones de años y otros depósitos minerales relacionados (a menudo encontrados alrededor de fuentes termales y géiseres ) descubiertos en el Pilbara Craton de Australia Occidental. [146] [147] Estos hallazgos pueden ser útiles para decidir dónde es mejor buscar signos tempranos de vida en el planeta Marte. [146] [147]
Metano
El metano (CH 4 ) es químicamente inestable en la actual atmósfera oxidante de Marte. Se descompondría rápidamente debido a la radiación ultravioleta del Sol y las reacciones químicas con otros gases. Por lo tanto, una presencia persistente de metano en la atmósfera puede implicar la existencia de una fuente para reponer continuamente el gas.
Un equipo del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA informó por primera vez en 2003 de trazas de metano, a un nivel de varias partes por mil millones (ppb), en la atmósfera de Marte . [148] [149] Se midieron grandes diferencias en las abundancias. entre las observaciones tomadas en 2003 y 2006, lo que sugirió que el metano estaba concentrado localmente y probablemente estacional. [150] El 7 de junio de 2018, la NASA anunció que había detectado una variación estacional de los niveles de metano en Marte. [15] [151] [47] [48] [152] [153] [154] [46]
El ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), lanzado en marzo de 2016, comenzó el 21 de abril de 2018 a mapear la concentración y las fuentes de metano en la atmósfera, [155] [156] así como sus productos de descomposición como el formaldehído y el metanol . En mayo de 2019, Trace Gas Orbiter mostró que la concentración de metano está por debajo de un nivel detectable (<0.05 ppbv). [157] [158]
Los principales candidatos para el origen del metano de Marte incluyen procesos no biológicos como reacciones agua- roca, radiólisis del agua y formación de pirita , todos los cuales producen H 2 que luego podría generar metano y otros hidrocarburos a través de la síntesis de Fischer-Tropsch con CO y CO 2 . [159] También se ha demostrado que el metano podría producirse mediante un proceso que involucra agua, dióxido de carbono y el mineral olivino , que se sabe que es común en Marte. [160] Aunque las fuentes geológicas de metano como la serpentinización son posibles, la falta de vulcanismo actual , actividad hidrotermal o puntos calientes [161] no son favorables para el metano geológico.
Los microorganismos vivos , como los metanógenos , son otra posible fuente, pero no se ha encontrado evidencia de la presencia de tales organismos en Marte, [162] [163] [164] hasta junio de 2019 cuando el rover Curiosity detectó metano . [165] Los metanógenos no requieren oxígeno ni nutrientes orgánicos, no son fotosintéticos, usan hidrógeno como fuente de energía y dióxido de carbono (CO 2 ) como fuente de carbono, por lo que podrían existir en ambientes subterráneos en Marte. [166] Si la vida marciana microscópica está produciendo el metano, probablemente resida muy por debajo de la superficie, donde todavía está lo suficientemente caliente como para que exista agua líquida. [167]
Desde el descubrimiento de metano en la atmósfera en 2003, algunos científicos han estado diseñando modelos y experimentos in vitro para probar el crecimiento de bacterias metanogénicas en suelo marciano simulado, donde las cuatro cepas de metano probadas produjeron niveles sustanciales de metano, incluso en presencia de 1.0wt. % sal de perclorato . [168]
Un equipo dirigido por Levin sugirió que ambos fenómenos, la producción y la degradación del metano, podrían explicarse por una ecología de microorganismos productores y consumidores de metano. [169] [170]
La investigación de la Universidad de Arkansas presentada en junio de 2015 sugirió que algunos metanógenos podrían sobrevivir a la baja presión de Marte. Rebecca Mickol descubrió que en su laboratorio, cuatro especies de metanógenos sobrevivían a condiciones de baja presión que eran similares a un acuífero líquido subterráneo en Marte. Las cuatro especies que probó fueron Methanothermobacter wolfeii , Methanosarcina barkeri , Methanobacterium formicicum y Methanococcus maripaludis . [166] En junio de 2012, los científicos informaron que medir la proporción de los niveles de hidrógeno y metano en Marte puede ayudar a determinar la probabilidad de vida en Marte. [162] [163] Según los científicos, "proporciones bajas de H 2 / CH 4 (menos de aproximadamente 40)" indicarían "que es probable que haya vida presente y activa". [162] Las proporciones observadas en la atmósfera marciana inferior eran "aproximadamente 10 veces" más altas ", lo que sugiere que los procesos biológicos pueden no ser responsables del CH 4 observado ". [162] Los científicos sugirieron medir el flujo de H 2 y CH 4 en la superficie marciana para una evaluación más precisa. Otros científicos han informado recientemente sobre métodos para detectar hidrógeno y metano en atmósferas extraterrestres . [171] [172]
Incluso si las misiones del rover determinan que la vida marciana microscópica es la fuente estacional del metano, las formas de vida probablemente residen muy por debajo de la superficie, fuera del alcance del rover. [173]
Formaldehído
En febrero de 2005, se anunció que el Espectrómetro Planetario Fourier (PFS) de la Agencia Espacial Europea 's Mars Express Orbiter había detectado rastros de formaldehído en la atmósfera de Marte . Vittorio Formisano, director del PFS, ha especulado que el formaldehído podría ser el subproducto de la oxidación del metano y, según él, proporcionaría evidencia de que Marte es extremadamente activo geológicamente o alberga colonias de vida microbiana. [174] [175] Los científicos de la NASA consideran que los hallazgos preliminares bien merecen un seguimiento, pero también han rechazado las afirmaciones de vida. [176] [177]
Experimentos biológicos del módulo de aterrizaje vikingo
El programa Viking de la década de 1970 colocó dos módulos de aterrizaje idénticos en la superficie de Marte encargados de buscar biofirmas de vida microbiana en la superficie. De los cuatro experimentos realizados por cada módulo de aterrizaje Viking, solo el experimento de 'Liberación etiquetada' (LR) dio un resultado positivo para el metabolismo , mientras que los otros tres no detectaron compuestos orgánicos . El LR fue un experimento específico diseñado para probar sólo un aspecto crítico estrechamente definido de la teoría sobre la posibilidad de vida en Marte; por lo tanto, los resultados generales se declararon inconclusos. [22] Ninguna misión de aterrizaje en Marte ha encontrado rastros significativos de biomoléculas o biofirmas . La afirmación de la existencia de vida microbiana en Marte se basa en datos antiguos recopilados por los módulos de aterrizaje Viking, actualmente reinterpretados como evidencia suficiente de vida, principalmente por Gilbert Levin , [178] [179] Joseph D. Miller, [180] Navarro, [181 ] Giorgio Bianciardi y Patricia Ann Straat , [182] que los experimentos de Viking LR detectaron vida microbiana existente en Marte.
Las evaluaciones publicadas en diciembre de 2010 por Rafael Navarro – Gonzáles [183] [184] [185] [186] indican que los compuestos orgánicos "podrían haber estado presentes" en el suelo analizado por Viking 1 y 2. El estudio determinó que el perclorato —descubierto en 2008 por el módulo de aterrizaje Phoenix [187] [188]: puede destruir compuestos orgánicos cuando se calienta y producir clorometano y diclorometano como subproducto, los compuestos de cloro idénticos descubiertos por ambos módulos de aterrizaje Viking cuando realizaron las mismas pruebas en Marte. Debido a que el perclorato habría descompuesto cualquier materia orgánica marciana, la cuestión de si Viking encontró o no compuestos orgánicos sigue abierta. [189] [190]
La evidencia de la liberación etiquetada no fue generalmente aceptada inicialmente y, hasta el día de hoy, carece del consenso de la comunidad científica. [191]
Meteoritos
A partir de 2018, hay 224 meteoritos marcianos conocidos (algunos de los cuales se encontraron en varios fragmentos). [192] Estos son valiosos porque son las únicas muestras físicas de Marte disponibles para los laboratorios terrestres. Algunos investigadores han argumentado que las características morfológicas microscópicas encontradas en ALH84001 son biomorfos , sin embargo, esta interpretación ha sido muy controvertida y no está respaldada por la mayoría de los investigadores en el campo. [193]
Se han establecido siete criterios para el reconocimiento de vidas pasadas dentro de muestras geológicas terrestres. Esos criterios son: [193]
- ¿El contexto geológico de la muestra es compatible con vidas pasadas?
- ¿La edad de la muestra y su ubicación estratigráfica son compatibles con la vida posible?
- ¿Contiene la muestra evidencia de morfología celular y colonias?
- ¿Existe alguna evidencia de que los biominerales muestren desequilibrios químicos o minerales?
- ¿Existe alguna evidencia de patrones de isótopos estables exclusivos de la biología?
- ¿Hay biomarcadores orgánicos presentes?
- ¿Son las características autóctonas de la muestra?
Para la aceptación general de la vida pasada en una muestra geológica, se deben cumplir esencialmente la mayoría o todos estos criterios. Los siete criterios aún no se han cumplido para ninguna de las muestras marcianas. [193]
ALH84001
En 1996, el meteorito marciano ALH84001 , un espécimen que es mucho más antiguo que la mayoría de los meteoritos marcianos que se han recuperado hasta ahora, recibió una atención considerable cuando un grupo de científicos de la NASA dirigido por David S. McKay informó de características microscópicas y anomalías geoquímicas que se considera que se explica mejor por el hecho de que la roca alojó bacterias marcianas en un pasado distante. Algunas de estas características se parecían a las bacterias terrestres, además de ser mucho más pequeñas que cualquier forma de vida conocida. Surgió mucha controversia sobre esta afirmación y, en última instancia, se descubrió que toda la evidencia que el equipo de McKay citó como evidencia de vida se podía explicar mediante procesos no biológicos. Aunque la comunidad científica ha rechazado en gran medida la afirmación de que ALH 84001 contiene evidencia de vida antigua marciana, la controversia asociada con ella ahora se considera un momento históricamente significativo en el desarrollo de la exobiología. [194] [195]
Nakhla
El meteorito Nakhla cayó sobre la Tierra el 28 de junio de 1911, en la localidad de Nakhla, Alejandría , Egipto. [196] [197]
En 1998, un equipo del Centro Espacial Johnson de la NASA obtuvo una pequeña muestra para su análisis. Los investigadores encontraron fases y objetos de alteración acuosa preterrestre [198] del tamaño y la forma consistentes con las nanobacterias fosilizadas terrestres . El análisis con cromatografía de gases y espectrometría de masas (GC-MS) estudió sus hidrocarburos aromáticos policíclicos de alto peso molecular en 2000, y los científicos de la NASA concluyeron que hasta el 75% de los compuestos orgánicos en Nakhla "pueden no ser contaminación terrestre reciente". [193] [199]
Esto provocó un interés adicional en este meteorito, por lo que en 2006, la NASA logró obtener una muestra adicional y más grande del Museo de Historia Natural de Londres. En esta segunda muestra, se observó un gran contenido de carbono dendrítico . Cuando se publicaron los resultados y la evidencia en 2006, algunos investigadores independientes afirmaron que los depósitos de carbono son de origen biológico. Se comentó que dado que el carbono es el cuarto elemento más abundante en el Universo , encontrarlo en patrones curiosos no es indicativo ni sugestivo de origen biológico. [200] [201]
Shergotty
El meteorito Shergotty , un meteorito marciano de 4 kilogramos (8,8 libras), cayó sobre la Tierra en Shergotty , India, el 25 de agosto de 1865, y fue recuperado por testigos casi de inmediato. [202] Está compuesto principalmente de piroxeno y se cree que ha sufrido una alteración acuosa preterrestre durante varios siglos. Ciertas características en su interior sugieren restos de una biopelícula y sus comunidades microbianas asociadas. [193]
Yamato 000593
Yamato 000593 es el segundo meteorito más grande de Marte encontrado en la Tierra. Los estudios sugieren que el meteorito marciano se formó hace unos 1.300 millones de años a partir de un flujo de lava en Marte . Un impacto ocurrió en Marte hace unos 12 millones de años y expulsó el meteorito de la superficie marciana al espacio . El meteorito aterrizó en la Tierra en la Antártida hace unos 50.000 años. La masa del meteorito es de 13,7 kg (30 lb) y se ha encontrado que contiene evidencia de movimientos de agua en el pasado . [203] [204] [205] A nivel microscópico, se encuentran esferas en el meteorito que son ricas en carbono en comparación con las áreas circundantes que carecen de tales esferas. Las esferas ricas en carbono pueden haberse formado por actividad biótica según los científicos de la NASA. [203] [204] [205]
Estructuras similares a icnofósiles
Las interacciones organismo-sustrato y sus productos son biofirmas importantes en la Tierra, ya que representan una evidencia directa del comportamiento biológico. [206] Fue la recuperación de productos fosilizados de interacciones vida-sustrato (icnofósiles) lo que ha revelado actividades biológicas en la historia temprana de la vida en la Tierra, por ejemplo, madrigueras proterozoicas, microperforaciones arcaicas y estromatolitos. [207] [208] [209] [210] [211] [212] Se han informado dos importantes estructuras similares a los icnofósiles de Marte, es decir, las estructuras en forma de palos de Vera Rubin Ridge y los microtúneles de los meteoritos marcianos.
Las observaciones en Vera Rubin Ridge por el Mars Space Laboratory Rover Curiosity muestran estructuras alargadas milimétricas preservadas en rocas sedimentarias depositadas en ambientes fluvio-lacustres dentro del cráter Gale. Los datos morfométricos y topológicos son exclusivos de las estructuras en forma de palos entre las características geológicas marcianas y muestran que los icnofósiles se encuentran entre los análogos morfológicos más cercanos de estas características únicas. [213] Sin embargo, los datos disponibles no pueden refutar por completo dos hipótesis abióticas principales, que son el agrietamiento sedimentario y el crecimiento de cristales evaporíticos como procesos genéticos para las estructuras.
Se han descrito microtúneles a partir de meteoritos marcianos. Consisten en microtúneles rectos a curvos que pueden contener áreas de mayor abundancia de carbono. La morfología de los microtúneles curvos es consistente con los rastros biogénicos en la Tierra, incluidos los rastros de microbioerosión observados en vidrios basálticos. [214] [215] [212] Se necesitan más estudios para confirmar la biogenicidad.
Géiseres
El congelamiento y descongelamiento estacional de la capa de hielo del sur da como resultado la formación de canales radiales en forma de araña tallados en hielo de 1 metro de espesor por la luz solar. Luego, el CO 2 sublimado , y probablemente el agua, aumentan la presión en su interior produciendo erupciones similares a géiseres de fluidos fríos a menudo mezclados con arena o lodo basáltico oscuro. [216] [217] [218] [219] Este proceso es rápido, se observa que ocurre en el espacio de unos pocos días, semanas o meses, una tasa de crecimiento bastante inusual en geología, especialmente en Marte. [220]
Un equipo de científicos húngaros propone que las características más visibles de los géiseres, las manchas oscuras de las dunas y los canales de las arañas, pueden ser colonias de microorganismos marcianos fotosintéticos , que pasan el invierno debajo de la capa de hielo y cuando la luz del sol regresa al polo a principios de primavera la luz penetra en el hielo, los microorganismos fotosintetizan y calientan su entorno inmediato. Una bolsa de agua líquida, que normalmente se evaporaría instantáneamente en la fina atmósfera marciana, está atrapada a su alrededor por el hielo que las recubre. A medida que esta capa de hielo se adelgaza, los microorganismos se vuelven grises. Cuando la capa se ha derretido por completo, los microorganismos se desecan rápidamente y se vuelven negros, rodeados por una aureola gris. [221] [222] [223] Los científicos húngaros creen que incluso un proceso de sublimación complejo es insuficiente para explicar la formación y evolución de las manchas oscuras de las dunas en el espacio y el tiempo. [224] [225] Desde su descubrimiento, el escritor de ficción Arthur C. Clarke promovió estas formaciones como merecedoras de estudio desde una perspectiva astrobiológica . [226]
Un equipo europeo multinacional sugiere que si hay agua líquida en los canales de las arañas durante su ciclo de descongelación anual, podrían proporcionar un nicho donde ciertas formas de vida microscópicas podrían haberse retirado y adaptarse mientras estaban protegidas de la radiación solar. [227] Un equipo británico también considera la posibilidad de que la materia orgánica , los microbios o incluso las plantas simples puedan coexistir con estas formaciones inorgánicas, especialmente si el mecanismo incluye agua líquida y una fuente de energía geotérmica . [220] También señalan que la mayoría de las estructuras geológicas pueden explicarse sin invocar ninguna hipótesis orgánica de "vida en Marte". [220] Se ha propuesto desarrollar el módulo de aterrizaje Mars Geyser Hopper para estudiar los géiseres de cerca. [228]
Contaminación directa
La protección planetaria de Marte tiene como objetivo prevenir la contaminación biológica del planeta. [229] Un objetivo principal es preservar el registro planetario de los procesos naturales mediante la prevención de la introducción de microbios causada por el hombre, también llamada contaminación directa . Existe abundante evidencia de lo que puede suceder cuando organismos de regiones de la Tierra que han estado aislados unos de otros durante períodos de tiempo significativos se introducen en el entorno de los demás. Las especies que están limitadas en un entorno pueden prosperar, a menudo fuera de control, en otro entorno en detrimento de las especies originales que estaban presentes. De alguna manera, este problema podría agravarse si se introdujeran formas de vida de un planeta en la ecología totalmente alienígena de otro mundo. [230]
La principal preocupación de que el hardware contamine a Marte se deriva de la esterilización incompleta por nave espacial de algunas bacterias terrestres resistentes ( extremófilos ) a pesar de los mejores esfuerzos. [26] [231] El hardware incluye módulos de aterrizaje, sondas estrelladas, eliminación de hardware al final de la misión y el aterrizaje forzoso de los sistemas de entrada, descenso y aterrizaje. Esto ha impulsado la investigación sobre las tasas de supervivencia de microorganismos resistentes a la radiación, incluidas las especies Deinococcus radiodurans y los géneros Brevundimonas , Rhodococcus y Pseudomonas en condiciones marcianas simuladas. [232] Los resultados de uno de estos experimentos de irradiación, combinados con modelos de radiación previos, indican que Brevundimonas sp. MV.7, emplazado a solo 30 cm de profundidad en el polvo marciano, podría sobrevivir a la radiación cósmica hasta 100.000 años antes de sufrir una reducción de población del 10%. [232] Los ciclos diurnos de temperatura y humedad relativa similares a los de Marte afectaron la viabilidad de las células de Deinococcus radiodurans de manera bastante severa. [233] En otras simulaciones, Deinococcus radiodurans tampoco pudo crecer a baja presión atmosférica, por debajo de 0 ° C o en ausencia de oxígeno. [234]
Supervivencia en condiciones marcianas simuladas
Desde la década de 1950, los investigadores han utilizado contenedores que simulan las condiciones ambientales en Marte para determinar la viabilidad de una variedad de formas de vida en Marte. Dichos dispositivos, llamados " tarros de Marte " o "cámaras de simulación de Marte", fueron descritos y utilizados por primera vez en la investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en la década de 1950 por Hubertus Strughold , y popularizados en la investigación civil por Joshua Lederberg y Carl Sagan . [235]
El 26 de abril de 2012, los científicos informaron que un liquen extremófilo sobrevivió y mostró resultados notables sobre la capacidad de adaptación de la actividad fotosintética dentro del tiempo de simulación de 34 días en condiciones marcianas en el Laboratorio de Simulación de Marte (MSL) mantenido por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR). ). [236] [237] [238] [239] [240] [241] La capacidad de sobrevivir en un entorno no es lo mismo que la capacidad de prosperar, reproducirse y evolucionar en ese mismo entorno, por lo que es necesario realizar más estudios. [27] [26]
Aunque numerosos estudios apuntan a la resistencia a algunas de las condiciones de Marte, lo hacen por separado, y ninguno ha considerado la gama completa de condiciones de la superficie marciana, incluida la temperatura, la presión, la composición atmosférica, la radiación, la humedad, el regolito oxidante y otros, todo en el mismo tiempo y en combinación. [242] Las simulaciones de laboratorio muestran que cuando se combinan múltiples factores letales, las tasas de supervivencia se desploman rápidamente. [27]
Salinidad y temperatura del agua
Los astrobiólogos financiados por la NASA están investigando los límites de la vida microbiana en soluciones con altas concentraciones de sal a baja temperatura. [243] Cualquier cuerpo de agua líquida bajo los casquetes polares o bajo tierra probablemente exista bajo alta presión hidrostática y tenga una concentración significativa de sal. Saben que se encontró que el sitio de aterrizaje del módulo de aterrizaje Phoenix era regolito cementado con hielo de agua y sales, y las muestras de suelo probablemente contenían sulfato de magnesio, perclorato de magnesio, perclorato de sodio, perclorato de potasio, cloruro de sodio y carbonato de calcio. [243] [244] [245] Las bacterias terrestres capaces de crecer y reproducirse en presencia de soluciones altamente saladas, llamadas halófilas o "amantes de la sal", fueron probadas para sobrevivir usando sales que se encuentran comúnmente en Marte ya temperaturas decrecientes. [243] Las especies analizadas incluyen Halomonas , Marinococcus , Nesterenkonia y Virgibacillus . [243] Las simulaciones de laboratorio muestran que cuando se combinan múltiples factores ambientales marcianos, las tasas de supervivencia se desploman rápidamente, [27] sin embargo, las bacterias halófilas se cultivaron en un laboratorio en soluciones de agua que contenían más del 25% de las sales comunes en Marte, y comenzando en 2019, los experimentos incorporarán exposición a baja temperatura, sales y alta presión. [243]
Misiones
Marte-2
Mars-1 fue la primera nave espacial lanzada a Marte en 1962, [246] pero se perdió la comunicación mientras se dirigía a Marte. Con Mars-2 y Mars-3 en 1971-1972, se obtuvo información sobre la naturaleza de las rocas superficiales y los perfiles de altitud de la densidad superficial del suelo, su conductividad térmica y las anomalías térmicas detectadas en la superficie de Marte. El programa encontró que su casquete polar norte tiene una temperatura por debajo de -110 ° C (-166 ° F) y que el contenido de vapor de agua en la atmósfera de Marte es cinco mil veces menor que en la Tierra. No se encontraron señales de vida. [247]
Marinero 4
La sonda Mariner 4 realizó el primer sobrevuelo exitoso del planeta Marte, devolviendo las primeras imágenes de la superficie marciana en 1965. Las fotografías mostraban un Marte árido sin ríos, océanos ni signos de vida. Además, reveló que la superficie (al menos las partes que fotografió) estaba cubierta de cráteres, lo que indica una falta de tectónica de placas y meteorización de cualquier tipo durante los últimos 4 mil millones de años. La sonda también descubrió que Marte no tiene un campo magnético global que proteja al planeta de los rayos cósmicos potencialmente mortales . La sonda pudo calcular la presión atmosférica en el planeta en aproximadamente 0,6 kPa (en comparación con los 101,3 kPa de la Tierra), lo que significa que el agua líquida no podría existir en la superficie del planeta. [22] Después de Mariner 4, la búsqueda de vida en Marte cambió a una búsqueda de organismos vivos similares a bacterias en lugar de organismos multicelulares, ya que el entorno era claramente demasiado severo para estos. [22] [248] [249]
Orbitadores vikingos
El agua líquida es necesaria para la vida y el metabolismo conocidos , por lo que si el agua estuvo presente en Marte, las posibilidades de que haya sostenido la vida pueden haber sido determinantes. Los orbitadores Viking encontraron evidencia de posibles valles fluviales en muchas áreas, erosión y, en el hemisferio sur, arroyos ramificados. [250] [251] [252]
Experimentos biológicos vikingos
La misión principal de las sondas Viking de mediados de la década de 1970 fue realizar experimentos diseñados para detectar microorganismos en suelo marciano porque las condiciones favorables para la evolución de organismos multicelulares cesaron hace unos cuatro mil millones de años en Marte. [253] Las pruebas se formularon para buscar vida microbiana similar a la que se encuentra en la Tierra. De los cuatro experimentos, solo el experimento de Liberación Etiquetada (LR) arrojó un resultado positivo, [ dudoso ] mostrando una mayor producción de 14 CO 2 en la primera exposición del suelo al agua y nutrientes. Todos los científicos están de acuerdo en dos puntos de las misiones Viking: que el 14 CO 2 radiomarcado se desarrolló en el experimento de Liberación Marcada, y que el GCMS no detectó moléculas orgánicas. Hay interpretaciones muy diferentes de lo que implican esos resultados: un libro de texto de astrobiología de 2011 señala que el GCMS fue el factor decisivo por el cual "Para la mayoría de los científicos vikingos, la conclusión final fue que las misiones vikingas no pudieron detectar vida en el suelo marciano". . " [254]
Norman Horowitz fue el jefe de la sección de biociencias del Laboratorio de Propulsión a Chorro para las misiones Mariner y Viking de 1965 a 1976. Horowitz consideró que la gran versatilidad del átomo de carbono lo convierte en el elemento más propenso a aportar soluciones, incluso exóticas, a los problemas. de supervivencia de la vida en otros planetas. [255] Sin embargo, también consideró que las condiciones encontradas en Marte eran incompatibles con la vida basada en carbono.
Uno de los diseñadores del experimento de Liberación Etiquetada, Gilbert Levin , cree que sus resultados son un diagnóstico definitivo de la vida en Marte. [22] Muchos científicos cuestionan la interpretación de Levin. [256] Un libro de texto de astrobiología de 2006 señaló que "Sin embargo, con muestras terrestres no esterilizadas, la adición de más nutrientes después de la incubación inicial produciría aún más gas radiactivo a medida que las bacterias inactivas entraran en acción para consumir la nueva dosis de alimento. no es cierto en el suelo marciano; en Marte, la segunda y tercera inyecciones de nutrientes no produjeron ninguna liberación adicional de gas marcado ". [257] Otros científicos sostienen que los superóxidos en el suelo podrían haber producido este efecto sin la presencia de vida. [258] Un consenso casi general descartó los datos de la Liberación etiquetada como evidencia de vida, porque el cromatógrafo de gases y el espectrómetro de masas, diseñado para identificar la materia orgánica natural , no detectaron moléculas orgánicas. [178] Más recientemente, se detectaron altos niveles de sustancias químicas orgánicas , en particular clorobenceno , en el polvo extraído de una de las rocas, llamada " Cumberland ", analizada por el rover Curiosity . [259] [260] La comunidad de expertos en general considera que los resultados de la misión vikinga sobre la vida no son concluyentes. [22] [258] [261]
En 2007, durante un Seminario del Laboratorio Geofísico de la Carnegie Institution (Washington, DC, EE. UU.), Se evaluó una vez más la investigación de Gilbert Levin . [178] Levin todavía sostiene que sus datos originales eran correctos, ya que los experimentos de control positivo y negativo estaban en orden. [182] Además, el equipo de Levin, el 12 de abril de 2012, informó una especulación estadística, basada en datos antiguos, reinterpretados matemáticamente a través del análisis de conglomerados, de los experimentos de Liberación etiquetada , que pueden sugerir evidencia de "vida microbiana existente en Marte". [182] [262] Los críticos responden que el método aún no ha demostrado su eficacia para diferenciar entre procesos biológicos y no biológicos en la Tierra, por lo que es prematuro sacar conclusiones. [263]
Un equipo de investigación de la Universidad Nacional Autónoma de México encabezado por Rafael Navarro-González concluyó que el equipo GCMS (TV-GC-MS) utilizado por el programa Viking para buscar moléculas orgánicas, puede no ser lo suficientemente sensible para detectar niveles bajos de orgánicos. . [186] Klaus Biemann , el investigador principal del experimento GCMS en Viking escribió una refutación. [264] Debido a la simplicidad del manejo de muestras, TV-GC-MS todavía se considera el método estándar para la detección orgánica en futuras misiones a Marte, por lo que Navarro-González sugiere que el diseño de futuros instrumentos orgánicos para Marte debería incluir otros métodos de detección. . [186]
Tras el descubrimiento de percloratos en Marte por el módulo de aterrizaje Phoenix , prácticamente el mismo equipo de Navarro-González publicó un artículo argumentando que los resultados de Viking GCMS estaban comprometidos por la presencia de percloratos. [265] Un libro de texto de astrobiología de 2011 señala que "si bien el perclorato es un oxidante demasiado pobre para reproducir los resultados de LR (en las condiciones de ese experimento, el perclorato no oxida los orgánicos), sí oxida y, por lo tanto, destruye los orgánicos a las temperaturas más altas utilizadas en el experimento Viking GCMS ". [266] Biemann también ha escrito un comentario crítico de este trabajo de Navarro-González, [267] al que han respondido estos últimos; [268] el intercambio se publicó en diciembre de 2011.
Módulo de aterrizaje Phoenix, 2008
La misión Phoenix aterrizó una nave espacial robótica en la región polar de Marte el 25 de mayo de 2008 y estuvo en funcionamiento hasta el 10 de noviembre de 2008. Uno de los dos objetivos principales de la misión era buscar una "zona habitable" en el regolito marciano donde la vida microbiana podría existir, el otro objetivo principal es estudiar la historia geológica del agua en Marte. El módulo de aterrizaje tiene un brazo robótico de 2,5 metros que era capaz de cavar trincheras poco profundas en el regolito. Hubo un experimento de electroquímica que analizó los iones en el regolito y la cantidad y tipo de antioxidantes en Marte. Los datos del programa Viking indican que los oxidantes en Marte pueden variar con la latitud, señalando que Viking 2 vio menos oxidantes que Viking 1 en su posición más al norte. Phoenix aterrizó aún más al norte. [269] Los datos preliminares de Phoenix revelaron que el suelo de Marte contiene perclorato y, por lo tanto, puede que no sea tan propicio para la vida como se pensaba anteriormente. [270] [271] [188] El pH y el nivel de salinidad se consideraron benignos desde el punto de vista biológico. Los analizadores también indicaron la presencia de agua ligada y CO 2 . [272] Un análisis reciente del meteorito marciano EETA79001 encontró 0,6 ppm de ClO 4 - , 1,4 ppm de ClO 3 - y 16 ppm de NO 3 - , muy probablemente de origen marciano. El ClO 3 - sugiere la presencia de otros oxiclorinos altamente oxidantes como el ClO 2 - o ClO, producidos tanto por oxidación UV del Cl como por radiólisis de rayos X del ClO 4 - . Por lo tanto, solo es probable que sobrevivan los orgánicos altamente refractarios y / o bien protegidos (debajo de la superficie). [273] Además, un análisis reciente de la WCL de Phoenix mostró que el Ca (ClO 4 ) 2 en el suelo de Phoenix no ha interactuado con agua líquida de ninguna forma, tal vez durante tanto tiempo como 600 Myr. Si lo hubiera hecho, el Ca (ClO 4 ) 2 altamente soluble en contacto con el agua líquida habría formado solo CaSO 4 . Esto sugiere un ambiente severamente árido, con una interacción mínima o nula con el agua líquida. [274]
Laboratorio de Ciencias de Marte
La misión Mars Science Laboratory es un proyecto de la NASA que lanzó el 26 de noviembre de 2011 el rover Curiosity , un vehículo robótico de propulsión nuclear, que lleva instrumentos diseñados para evaluar las condiciones de habitabilidad pasadas y presentes en Marte. [275] [276] El rover Curiosity aterrizó en Marte en Aeolis Palus en el cráter Gale , cerca de Aeolis Mons (también conocido como Monte Sharp), [277] [278] [279] [280] el 6 de agosto de 2012. [281] [ 282] [283]
El 16 de diciembre de 2014, la NASA informó que el rover Curiosity detectó un "pico diez veces mayor", probablemente localizado, en la cantidad de metano en la atmósfera marciana . Las mediciones de muestra tomadas "una docena de veces durante 20 meses" mostraron aumentos a fines de 2013 y principios de 2014, con un promedio de "7 partes de metano por mil millones en la atmósfera". Antes y después de eso, las lecturas promediaron alrededor de una décima parte de ese nivel. [259] [260] Además, los niveles bajos de clorobenceno ( C
6H
5Cl ), se detectaron en el polvo extraído de una de las rocas, denominada " Cumberland ", analizada por el rover Curiosity. [259] [260] Mars 2020 rover Mars 2020 : el rover Mars 2020 es una misión rover planetaria de Marte de la NASA , lanzada el 30 de julio de 2020. Su objetivo es investigar un antiguo entorno astrobiológicamente relevante en Marte, investigar sus procesos geológicos superficiales y historia, incluida la evaluación de su habitabilidad pasada y el potencial de preservación de biofirmas dentro de materiales geológicos accesibles. [284]
Misiones futuras de astrobiología
- ExoMars es un programa de múltiples naves espaciales liderado por Europa, actualmente en desarrollo por la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Federal Rusa para su lanzamiento en 2016 y 2020. [286] Su misión científica principal será buscar posibles firmas biológicas en Marte , pasado o presente. Se utilizará un rover con una perforadora de núcleo de 2 m (6,6 pies) para muestrear varias profundidades debajo de la superficie donde se puede encontrar agua líquida y donde los microorganismos o biofirmas orgánicas podrían sobrevivir a la radiación cósmica . [41]
- Misión de retorno de muestras a Marte : el mejor experimento de detección de vida propuesto es el examen en la Tierra de una muestra de suelo de Marte. Sin embargo, la dificultad de proporcionar y mantener el soporte vital durante los meses de tránsito desde Marte a la Tierra sigue sin resolverse. Proporcionar requisitos ambientales y nutricionales aún desconocidos es abrumador, por lo que se concluyó que "investigar compuestos orgánicos basados en carbono sería uno de los enfoques más fructíferos para buscar posibles signos de vida en muestras devueltas en lugar de enfoques basados en cultivos". [287]
Colonización humana de Marte
Algunas de las principales razones para colonizar Marte incluyen intereses económicos, investigación científica a largo plazo que es mejor realizada por humanos en lugar de sondas robóticas y pura curiosidad. Las condiciones de la superficie y la presencia de agua en Marte lo convierten posiblemente en el más hospitalario de los planetas del Sistema Solar , aparte de la Tierra. La colonización humana de Marte requeriría la utilización de recursos in situ ( ISRU ); Un informe de la NASA afirma que "las tecnologías de frontera aplicables incluyen la robótica, la inteligencia de las máquinas, la nanotecnología, la biología sintética, la impresión 3D / fabricación aditiva y la autonomía. Estas tecnologías, combinadas con los vastos recursos naturales, deberían permitir la ISRU antes y después de la llegada humana para aumentar considerablemente la confiabilidad y seguridad y reducir el costo de la colonización humana de Marte ". [288] [289] [290]
Mapa interactivo de Marte
Ver también
- Astrobotánica : el estudio de las plantas cultivadas en naves espaciales
- Zona habitable circunestelar : órbitas donde los planetas pueden tener agua líquida.
- Vida extraterrestre: vida hipotética que puede ocurrir fuera de la Tierra y que no se originó en la Tierra.
- Tipos hipotéticos de bioquímica : posibles bioquímicos alternativos utilizados por las formas de vida
- Ambientes analógicos de habitabilidad de Marte en la Tierra
- Terraformación de Marte : modificación hipotética de Marte en un planeta habitable
Notas
Referencias
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enlaces externos
- Científico dice que la vida en Marte es probable hoy
- El antiguo mar salado de Marte gana como el logro científico más importante de 2004 - Journal Science
- El meteorito de Marte encontrado en la Tierra proporciona evidencia que sugiere que alguna vez existió vida microbiana en Marte
- Revista Scientific American (edición de noviembre de 2005) ¿La vida vino de otro mundo?
- Entrevista en audio sobre "Dark Dune Spots"