Aunque Marte presenta un paisaje árido y polvoriento sin signos de vida hasta el momento, sus características geológicas como deltas, lechos de lagos y valles fluviales sugieren fuertemente un pasado en el que alguna vez el agua fluyó abundantemente en su superficie. Para explorar esta posibilidad, los científicos examinan los sedimentos conservados cerca de estas formaciones. La composición de estos sedimentos contiene pistas sobre las primeras condiciones ambientales, los procesos que dieron forma al planeta a lo largo del tiempo e incluso posibles signos de vida pasada.
En uno de esos análisis, los sedimentos recolectados por el rover Curiosity del cráter Gale, que se cree que es un antiguo lago formado hace aproximadamente 3.800 millones de años debido al impacto de un asteroide, revelaron materia orgánica. Sin embargo, esta materia orgánica tenía una cantidad significativamente menor del isótopo carbono-13 ( 13 C) en relación con los isótopos de carbono-12 ( 12 C) en comparación con lo que se encuentra en la Tierra, lo que sugiere diferentes procesos de formación de materia orgánica en Marte.
Ahora, un estudio publicado en la revista Nature Geoscience del 9 de mayo de 2024, aclara esta discrepancia. Un equipo de investigación, dirigido por el profesor Yuichiro Ueno del Instituto de Tecnología de Tokio y el profesor Matthew Johnson de la Universidad de Copenhague, descubrió que la fotodisociación del dióxido de carbono (CO2 ) en la atmósfera a monóxido de carbono (CO) y su posterior reducción dan como resultado materia orgánica con 13 empobrecido. Contenido C.
"Sobre la medición de la proporción de isótopos estables entre 13 C y 12 C, la materia orgánica marciana tiene un 13 Abundancia de C del 0,92% al 0,99% del carbono que lo constituye. Esto es extremadamente bajo en comparación con la materia orgánica sedimentaria de la Tierra, que es aproximadamente el 1,04%, y el CO2 atmosférico. , alrededor del 1,07%, ambos restos biológicos, y no se parecen a la materia orgánica de los meteoritos, que es alrededor del 1,05%", explica Ueno.
El Marte primitivo tenía una atmósfera rica en CO2 que contiene tanto 13 C y 12 Isótopos C. Los investigadores simularon diferentes condiciones de composición y temperatura de la atmósfera marciana en experimentos de laboratorio. Descubrieron que cuando 12 CO2 está expuesto a la luz solar ultravioleta (UV), absorbe preferentemente la radiación UV, lo que lleva a su disociación en CO empobrecido en 13 C, dejando atrás CO2 enriquecido en 13 C.
Este fraccionamiento isotópico (separación de isótopos) también se observa en las atmósferas superiores de Marte y la Tierra, donde la irradiación ultravioleta del sol produce CO2 disociarse en CO con 13 empobrecido Contenido C. En una atmósfera marciana reductora, el CO se transforma en compuestos orgánicos simples como formaldehído y ácidos carboxílicos.
Durante la era marciana temprana, con temperaturas superficiales cercanas al punto de congelación del agua y que no excedían los 300 K (27 °C), estos compuestos pueden haberse disuelto en agua y asentado en sedimentos.
Utilizando cálculos de modelos, los investigadores descubrieron que en una atmósfera con una concentración de CO2 a CO de 90:10, una conversión del 20% de CO2 al CO daría lugar a materia orgánica sedimentaria con δ 13 CVPDB valores de -135‰. Además, el CO2 restante se enriquecería en 13 C con δ 13 CVPDB valores de +20‰. Estos valores coinciden estrechamente con los observados en los sedimentos analizados por el rover Curiosity y estimados a partir de un meteorito marciano. Este hallazgo apunta a un proceso atmosférico más que biológico como la principal fuente de formación de materia orgánica en el Marte primitivo.
"Si la estimación de esta investigación es correcta, puede haber una cantidad inesperada de material orgánico presente en los sedimentos marcianos. Esto sugiere que futuras exploraciones de Marte podrían descubrir grandes cantidades de materia orgánica", dice Ueno.
Más información: Yuichiro Ueno et al, Síntesis de 13 Materia orgánica empobrecida en C a partir de CO en una atmósfera marciana primitiva reductora, Nature Geoscience (2024). DOI:10.1038/s41561-024-01443-z
Información de la revista: Geociencias de la naturaleza
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Tokio
