jueves, agosto 18, 2022

Hay tanto carbono orgánico en rocas de Marte como en las de Atacama

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El carbono orgánico total es una de varias medidas que nos ayudan a comprender cuánto material está disponible como materia prima para la química prebiótica y potencialmente para la biología“, dijo en un comunicado Jennifer Stern del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. “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 vida en la Tierra, como 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. Es la base de las moléculas orgánicas, que son creadas y utilizadas por todas las formas de vida conocidas. Sin embargo, el carbono orgánico en Marte no prueba la existencia de vida allí porque también puede provenir de fuentes no vivas, como meteoritos y volcanes, o formarse en el lugar por reacciones superficiales. El carbono orgánico se ha encontrado en Marte antes, pero las mediciones anteriores solo produjeron información sobre compuestos particulares, o representaron mediciones que capturaron solo una porción del carbono en las rocas. La nueva medida da la cantidad total de carbono orgánico en estas rocas.

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

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Curiosity está avanzando en el campo de la astrobiología al investigar la habitabilidad de Marte, estudiar su clima y geología. El rover extrajo muestras de rocas de lutita de 3.500 millones de años en la formación del cráter Gale de Yellowknife Bay, el sitio de un antiguo lago en Marte. La lutita en el cráter Gale se formó como un sedimento muy fino (a partir de la erosión física y química de las rocas volcánicas) en el agua que se asentó en el fondo de un lago y fue enterrado. El carbono orgánico era parte de este material y se incorporó a la lutita.

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 estuvo presente”, dijo Stern, autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Para realizar la medición, Curiosity entregó la muestra a su instrumento Sample Analysis at Mars (SAM), donde un horno calentó la roca en polvo a temperaturas progresivamente más altas. Este experimento usó 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. Agregar oxígeno y calor permite que las moléculas de carbono se separen y reaccionen el carbono con el oxígeno para producir CO2.

Parte del carbono está encerrado 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 otros descubrimientos de la misión en el cráter Gale. El experimento intensivo en recursos se realizó solo una vez durante los 10 años de Curiosity en Marte.

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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 porción del carbono total es carbono orgánico y qué porción es carbono mineral”, dijo Stern. “Si bien la biología no se puede descartar por completo, los isótopos tampoco se pueden usar para respaldar un origen biológico de este carbono, porque el rango se superpone con el carbono ígneo (volcánico) y el material orgánico meteorítico, que es muy probable que sean la fuente de este carbono orgánico.”

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