El chorro de agua que desemboca en la bahía de St Oswald en la costa sur de Inglaterra, donde las condiciones análogas de Marte han dado lugar a que los ácidos grasos de la vida se conserven dentro de minerales ricos en hierro. Crédito:Imperial College London
Un pequeño arroyo en el sur de Inglaterra podría orientar el camino hacia la búsqueda de evidencia de vida antigua en Marte, en forma de ácidos grasos conservados en un mineral rico en hierro llamado goethita.
Investigadores del Imperial College de Londres se aventuraron al condado de Dorset en la costa sur del Reino Unido para probar una corriente ácida que desemboca en la bahía de St Oswald. que está cerca de la famosa formación de roca caliza de Durdle Door. La acidez del arroyo, que tiene un pH de 3,5, se cree que es similar al agua que fluyó en Marte temprano durante su época Hesperiana hace más de tres mil millones de años.
El arroyo fluye sobre lechos de arenisca que se remonta al período Cretácico. Durante esa era lejana, los incendios forestales depositaron carbón vegetal en las arenas. Las bacterias pudieron vivir en el carbón, utilizando sulfato para descomponerlo y producir el mineral de sulfuro de hierro conocido como pirita, o 'oro de los tontos'. Avance rápido hasta el día de hoy y el agua del arroyo está oxidando la pirita, produciendo un ácido sulfúrico débil que le da al agua su pH, mientras que una variedad de minerales de sulfato de hierro se precipitan sobre el lecho del arroyo, incluyendo un mineral llamado jarosita.
La jarosita sobresale en la captura de materia orgánica, particularmente ácidos, que se encuentran entre los tipos más comunes de compuestos orgánicos producidos por la vida. Tiempo extraordinario, el agua convierte la jarosita en otro mineral llamado goethita. En condiciones secas, como en Marte, la goethita se deshidrata en otro mineral rico en hierro llamado hematita, que es lo que le da a Marte su color rojo óxido. Jarosita, La goethita y la hematita se han descubierto previamente en Marte en cantidades sustanciales.
El rover Curiosity en Vera Rubin Ridge, donde potencialmente buscará ácidos grasos dejados por antiguos microbios marcianos. Crédito:NASA / JPL – Caltech / MSSS
Los investigadores del Imperial College - Jonathan Tan, James Lewis y Mark Sephton:descubrieron que la goethita en la corriente contenía una gran cantidad de ácidos grasos bien conservados. Basado en esa abundancia, y suponiendo que el antiguo Marte albergaba una biomasa microbiana similar a la que se encuentra en la corriente de Dorset, los investigadores estiman que podría haber al menos 28,6 mil millones de kilogramos de ácidos grasos encerrados en rocas ricas en hierro en el planeta rojo.
Biomarcador inequívoco
La importancia de encontrar ácidos grasos formados por largas cadenas de átomos de carbono en Marte no debe subestimarse, ya que serían un biomarcador inequívoco, dice Sephton, quien es profesor de geoquímica orgánica y jefe del Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Tierra de Imperial.
"Si se juntan los átomos de carbono de una manera no biológica, entonces hay 50, 000 otros posibles isómeros que podrían formar los átomos de carbono antes de llegar a una cadena de 18 átomos de carbono, ", le dice a la revista Astrobiology Magazine." Es casi seguro que la presencia de un ácido graso de 18 átomos de carbono se haya producido mediante procesos biológicos ".
Midiendo el pH del agua en la corriente de Dorset. Crédito:Imperial College London
El truco es encontrar ácidos grasos marcianos, si existen. El conjunto de instrumentos Sample Analysis at Mars (SAM) en el rover Curiosity de la NASA funciona horneando muestras de tierra y roca para evaporar moléculas orgánicas y hacerlas más fáciles de detectar para el espectrómetro de masas del cromatógrafo de gases (GCMS) a bordo. SAM también lleva nueve vasos sellados de 'química húmeda', cada uno lleno de una mezcla de productos químicos. Cuando las muestras se mezclan con estos productos químicos y se calientan hasta 900 grados Celsius, los productos químicos pueden transformar cualquier molécula orgánica presente en productos más volátiles que son más fáciles de analizar para el GCMS. Dos de las tazas están llenas de hidróxido de tetrametilamonio (TMAH) y metanol, con los que se podrían detectar los ácidos grasos. Aún no se ha utilizado ninguna de las dos tazas.
"Solo tenemos dos intentos del experimento, "dice Jennifer Eigenbrode del Goddard Space Flight Center de la NASA, quien dirigió el equipo científico en el reciente descubrimiento de moléculas orgánicas en Marte. "El equipo está considerando todas las opciones, incluyendo una capa rica en arcilla adyacente a Vera Rubin Ridge, que ha sido un objetivo clave para el análisis desde el inicio de la misión ".
Tomando las muestras adecuadas
Si bien Eigenbrode nos recuerda que su origen sigue siendo incierto, la presencia de moléculas orgánicas en Marte es un buen augurio para la posibilidad de vida antigua en Marte. Sin embargo, Sephton cree que las muestras de goethita ricas en hierro son opciones adicionales al material rico en arcilla. En 2008, el módulo de aterrizaje Phoenix de la NASA descubrió que la superficie de Marte está cubierta por ciertos minerales que liberan oxígeno cuando se calientan. y ese oxígeno se combina con los compuestos orgánicos y los destruye. La jarosita es uno de esos minerales, pero la goethita no lo es. Esto significa que si alguna vida antigua en Marte dejó ácidos grasos que se encapsularon en jarosita que se convirtió en goethita, entonces esos ácidos grasos aún deberían ser detectables.
Los investigadores del Imperial College trabajando en St Oswald's Bay. Crédito:Imperial College London
Sephton dice que tomar la muestra correcta es crucial. "Puedes tener el mejor instrumento, la mejor técnica, pero si tienes la muestra incorrecta, no encontrarás ningún ácido graso, ", le dice a la revista Astrobiology Magazine." El trabajo que hemos hecho en Dorset es tratar de proporcionar la información que permitirá la mejor elección de muestra en Marte ".
Los hallazgos también muestran que los viajes de campo costosos y que requieren mucho tiempo a lugares exóticos como el desierto de Atacama en Chile, La Antártida o la cuenca del río Tinto en España no siempre son necesarios para encontrar análogos de Marte. El arroyo estudiado por el equipo del Imperial College tiene solo un metro de ancho.
"Hay condiciones de pH neutro en el borde del arroyo y condiciones muy ácidas en el centro, y como geoquímicos, esto nos brinda maravillosas oportunidades para rastrear el inicio y la desaparición de estas condiciones, "dice Sephton." Si comprende la química detallada, entonces estos sitios micro-analógicos pueden ofrecerle más que los sitios analógicos de gran tamaño ".
En los próximos años, A Curiosity se le unirán el rover Mars 2020 de la NASA y el rover conjunto europeo-ruso ExoMars, ambos estarán equipados con laboratorios a bordo que podrían detectar ácidos grasos u otros compuestos orgánicos que podrían probar que Marte estuvo habitado alguna vez.
"Marte está lleno de sorpresas, ", dice Eigenbrode." Nunca se sabe con qué nos encontraremos a continuación ".
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de la revista Astrobiology Magazine de la NASA. Explore la Tierra y más allá en www.astrobio.net.
