Un nuevo estudio muestra evidencia de que el antiguo Marte probablemente tenía un amplio suministro de energía química para que los microbios prosperasen bajo tierra.

"Mostramos, basado en cálculos básicos de física y química, que el antiguo subsuelo marciano probablemente tenía suficiente hidrógeno disuelto para alimentar una biosfera subsuperficial global, "dijo Jesse Tarnas, estudiante de posgrado en la Universidad de Brown y autor principal de un estudio publicado en Cartas de ciencia terrestre y planetaria . "Las condiciones en esta zona habitable habrían sido similares a los lugares de la Tierra donde existe vida subterránea".

La Tierra es el hogar de lo que se conoce como ecosistemas microbianos litotróficos subsuperficiales:SliMEs para abreviar. Falta de energía de la luz del sol, Estos microbios subterráneos a menudo obtienen su energía quitando electrones de las moléculas en sus entornos circundantes. El hidrógeno molecular disuelto es un gran donante de electrones y se sabe que alimenta SLiMEs en la Tierra.

Este nuevo estudio muestra que la radiolisis, un proceso mediante el cual la radiación rompe las moléculas de agua en sus partes constituyentes de hidrógeno y oxígeno, habría creado mucho hidrógeno en el antiguo subsuelo marciano. Los investigadores estiman que las concentraciones de hidrógeno en la corteza hace unos 4 mil millones de años habrían estado en el rango de concentraciones que sustentan abundantes microbios en la Tierra hoy.

Los hallazgos no significan que definitivamente existió vida en el antiguo Marte, pero sugieren que si la vida realmente comenzó, el subsuelo marciano tenía los ingredientes clave para sustentarlo durante cientos de millones de años. El trabajo también tiene implicaciones para la futura exploración de Marte, sugiriendo que las áreas donde el subsuelo antiguo está expuesto podrían ser buenos lugares para buscar evidencia de vidas pasadas.

Pasar a la clandestinidad

Desde el descubrimiento hace décadas de antiguos canales de ríos y lechos de lagos en Marte, Los científicos se han sentido tentados por la posibilidad de que el Planeta Rojo alguna vez haya albergado vida. Pero si bien la evidencia de la actividad del agua en el pasado es inconfundible, no está claro cuánto de la historia marciana fluyó realmente el agua. Los modelos climáticos de última generación para los primeros años de Marte producen temperaturas que rara vez alcanzan su punto máximo por encima del punto de congelación, lo que sugiere que los primeros períodos húmedos del planeta pueden haber sido eventos fugaces. Ese no es el mejor escenario para mantener la vida en la superficie a largo plazo, y algunos científicos piensan que el subsuelo podría ser una mejor apuesta para la vida marciana pasada.

"La pregunta entonces es:¿Cuál era la naturaleza de esa vida subterránea, si existiera, ¿y de dónde sacó su energía? ", dijo Jack Mustard, profesor en el Departamento de Tierra de Brown, Ciencias Ambientales y Planetarias y coautora del estudio. "Sabemos que la radiólisis ayuda a proporcionar energía a los microbios subterráneos de la Tierra, así que lo que hizo Jesse aquí fue seguir la historia de la radiolisis en Marte ".

Los investigadores observaron los datos del espectrómetro de rayos gamma que vuela a bordo de la nave espacial Mars Odyssey de la NASA. Trazaron un mapa de las abundancias de los elementos radiactivos torio y potasio en la corteza marciana. Basado en esas abundancias, podrían inferir la abundancia de un tercer elemento radiactivo, uranio. La descomposición de esos tres elementos proporciona la radiación que impulsa la descomposición radiolítica del agua. Y debido a que los elementos se desintegran a tasas constantes, los investigadores podrían usar las abundancias modernas para calcular las abundancias hace 4 mil millones de años. Eso le dio al equipo una idea del flujo de radiación que habría estado activo para impulsar la radiólisis.

El siguiente paso fue estimar cuánta agua habría estado disponible para que la radiación se disparara. La evidencia geológica sugiere que habría habido mucha agua subterránea burbujeando en las rocas porosas de la antigua corteza marciana. Los investigadores utilizaron mediciones de la densidad de la corteza marciana para estimar aproximadamente cuánto espacio poroso habría estado disponible para que el agua se llenara.

Finalmente, el equipo utilizó modelos geotérmicos y climáticos para determinar dónde habría estado el punto óptimo para la vida potencial. No puede hacer tanto frío que toda el agua esté congelada pero tampoco se puede cocinar demasiado con el calor del núcleo fundido del planeta.

Combinando esos análisis, los investigadores concluyen que Marte probablemente tenía una zona habitable subterránea global de varios kilómetros de espesor. En esa zona La producción de hidrógeno a través de la radiólisis habría generado energía química más que suficiente para sustentar la vida microbiana. basado en lo que se sabe sobre estas comunidades en la Tierra. Y esa zona habría persistido durante cientos de millones de años, concluyen los investigadores.

Los hallazgos se mantuvieron incluso cuando los investigadores modelaron una variedad de escenarios climáticos diferentes, algunos en el lado más cálido, otros en el lado más frío. Curiosamente, Tarnas dice:la cantidad de hidrógeno subsuperficial disponible para la energía en realidad aumenta en los escenarios climáticos extremadamente fríos. Esto se debe a que una capa de hielo más gruesa sobre la zona habitable sirve como tapa que ayuda a evitar que el hidrógeno se escape del subsuelo.

"La gente tiene la idea de que un clima frío temprano en Marte es malo para la vida, pero lo que mostramos es que en realidad hay más energía química para la vida bajo tierra en un clima frío, "Eso es algo que creemos que podría cambiar la percepción de la gente sobre la relación entre el clima y la vida pasada en Marte", dijo Tarnas.

Implicaciones de la exploración

Tarnas y Mustard dicen que los hallazgos podrían ser útiles para pensar dónde enviar naves espaciales en busca de signos de vida marciana pasada.

"Una de las opciones más interesantes para la exploración es observar los bloques de megabrecha:trozos de roca que se excavaron del subsuelo a través de impactos de meteoritos, "Dijo Tarnas." Muchos de ellos habrían venido de las profundidades de esta zona habitable, y ahora solo están sentados a menudo relativamente inalterado, en la superficie."

Mostaza, que ha estado activo en el proceso de selección de un lugar de aterrizaje para el rover Mars 2020 de la NASA, dice que este tipo de bloques de brechas están presentes en al menos dos de los sitios que la NASA está considerando:Northeast Syrtis Major y Midway.

"La misión del rover 2020 es buscar signos de vidas pasadas, ", Dijo Mustard." Las áreas donde puede haber restos de esta zona habitable subterránea, que puede haber sido la zona habitable más grande del planeta, parecen un buen lugar para apuntar ".