Al estudiar el contenido atmosférico de la Tierra antigua y actual, los científicos dicen que han descubierto combinaciones químicas específicas que podrían revelar la presencia de actividad biológica en otros planetas.

Estas biofirmas, descrito en la revista Avances de la ciencia , podría ofrecer una herramienta clave en la búsqueda de vida extraterrestre.

"Existe un camino directo desde las conclusiones de nuestro trabajo hasta el posible descubrimiento, que sería histórico, de la vida en otra parte, "dijo el autor principal David Catling, científico planetario y astrobiólogo de la Universidad de Washington en Seattle.

Miles de planetas más allá de nuestro sistema solar, conocidos como exoplanetas, se han descubierto en los últimos años, un pequeño número de los cuales parecen ser rocosos, Planetas del tamaño de la Tierra a la distancia correcta de su estrella para contener agua líquida. Estudiar aquellos con atmósferas detectables podría proporcionar pistas cruciales sobre si albergan vida.

A medida que los nuevos y potentes telescopios comienzan a funcionar, los investigadores están tratando de averiguar exactamente qué sustancias químicas atmosféricas deberían buscar. Después de todo, el hecho de que un planeta parezca tener los ingredientes adecuados para la vida no significa que en realidad haya algo viviendo allí.

Los científicos se han centrado en algunas moléculas potencialmente reveladoras, como el metano. El metano es producido en grandes cantidades por microbios en la Tierra (incluidos los que se encuentran en el estómago del ganado). Pero el metano también puede ser producido por fuentes no biológicas, como los volcanes.

El oxígeno molecular (dos átomos de oxígeno unidos entre sí) se produce hoy en día en cantidades masivas mediante la fotosíntesis de las algas, plantas y microbios. Pero el mecanismo fotosintético es tan complicado que los científicos creen que evolucionó solo una vez en nuestro propio planeta. Eso significa que no hay garantía de encontrar fotosíntesis que produzca oxígeno en otros mundos, incluso si la vida existe allí.

Por lo tanto, confiar en cualquier producto químico individual podría producir falsos positivos o falsos negativos, dijo la coautora del estudio, Stephanie Olson, astrobiólogo y estudiante de posgrado en la Universidad de California, Orilla. Pero los seres vivos alteran su entorno de formas complejas. ¿Y si hubiera una mezcla particular de moléculas que no existiría sin vida?

Descubrir, El estudiante graduado de Catling, Joshua Krissansen-Totton, dirigió un estudio que examinó la atmósfera de la Tierra en tres etapas de su existencia:El Arcaico (hace 4 mil millones a 2,5 mil millones de años), el Proterozoico (hace 2.500 millones a 541 millones de años) y el Fanerozoico (hace 541 millones de años hasta el presente).

Durante cada uno de estos períodos de tiempo, la vida (y el planeta mismo) se veían muy diferentes. Coloca una instantánea de cada período terrestre uno al lado del otro, y se verían como planetas totalmente diferentes.

"La frase similar a la Tierra no se refiere a un planeta que necesariamente se parece en absoluto a la Tierra actual, "Olson dijo." En realidad es un término muy amplio que abarca una amplia variedad de mundos. Incluye mundos nebulosos como el Arqueano; incluye mundos helados como los intervalos de la "Tierra bola de nieve"; incluye mundos anóxicos con ecosistemas exclusivamente microbianos; incluye mundos con vida compleja e inteligente; e incluye mundos que ni siquiera hemos visto todavía ".

Eso es útil para los científicos ella añadió, que necesitan varios modelos de cómo sería la vida en otros mundos.

A pesar de sus diferencias, cada uno de estos períodos en la historia de la Tierra comparte al menos una característica:los desequilibrios químicos en su atmósfera. Esto se debe a que la actividad biológica produce sustancias que de otra manera no tienen por qué coexistir, Dijo Catling.

Tome metano y oxígeno:colocados juntos, estos gases reaccionan rápidamente y se destruyen entre sí. Pero hay un montón de ambos en la Tierra porque los seres vivos siguen haciéndolos.

"Si encuentra un sistema en equilibrio, has encontrado algo que está muerto. O algo que no esta vivo "Dijo Catling." Cuando vemos algo inusual, eso está fuera de control, puede ser un signo de vida ".

La gente ha hablado de esta idea desde la década de 1960, Catling dijo:pero realmente no lo había cuantificado hasta ahora. Para este papel, los científicos realizaron simulaciones utilizando los contenidos químicos conocidos de cada atmósfera para ver si existía algún desequilibrio químico revelador.

Los investigadores encontraron que durante el Arcaico, cuando había poco oxígeno, la coexistencia del metano, el nitrógeno y el dióxido de carbono en la atmósfera (junto con el agua líquida) habrían sido una señal de que los seres vivos estaban trabajando duro.

"Los grandes flujos de cada gas en ausencia de biología es realmente difícil de explicar, Olson dijo de la coexistencia del dióxido de carbono y el metano.

A mediados del Proterozoico, a medida que aumentaban los microbios productores de oxígeno, el sorteo sería una combinación de oxígeno, nitrógeno y agua líquida. Incluso si los niveles de oxígeno atmosférico son demasiado bajos para ser detectados, los científicos podrían buscar ozono en su lugar, Dijo Olson. Esto se debe a que el ozono (compuesto por tres átomos de oxígeno) se produce a partir de reacciones que involucran oxígeno producido biológicamente y produce una señal muy fuerte que podría detectarse incluso a niveles bajos.

En el Fanerozoico, que incluye la actualidad, las biofirmas serían oxígeno con nitrógeno y agua. (Los niveles de oxígeno aquí serían mucho más altos y mucho más fáciles de detectar que en el Proterozoico medio).

Algunos de los cócteles químicos como la combinación de metano y dióxido de carbono, podría ser detectado por observatorios futuros como el telescopio espacial James Webb de la NASA, programado para su lanzamiento en 2019.

"Realmente les está dando a las personas un camino a seguir en lo que deben enfocarse en sus observaciones, "dijo Nikole Lewis, un científico del proyecto para James Webb que trabaja en el Space Telescope Science Institute en Baltimore.

James Webb examinará una amplia gama de planetas, y tener una amplia variedad de firmas biológicas y una variedad de plantillas planetarias es una herramienta crucial, ella añadió. Eso es porque cuantos más planetas puedan encontrar que se ajusten a estos criterios, es más probable que descubran los pocos que realmente podrían albergar seres vivos.

"Tendremos una muestra lo suficientemente grande que, con suerte, habrá algunas que sobresaldrán como pulgares adoloridos, "Dijo Lewis.

Hasta que James Webb y otros telescopios capaces de encontrar estos contenidos atmosféricos entren en línea, continúa la búsqueda de posibles biofirmas, dijeron los científicos.

"Por el momento, todavía no estamos preparados para reconocer la vida en la diversidad total de exoplanetas similares a la Tierra, y solo podemos imaginar cómo sería la vida en un planeta que no es similar a la Tierra, ", Dijo Olson." Esa es, por supuesto, un área enorme de investigación, y no creo que lo hayamos descubierto todavía. Pero el desequilibrio es potencialmente un camino a seguir particularmente poderoso ".

© 2018 Los Angeles Times
Distribuido por Tribune Content Agency, LLC.