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La Biografía de la Vida 60. ¿Tenemos vecinos?




En la anterior entrada de esta serie sobre La Biografía de la Vida habíamos iniciado la búsqueda de vida fuera de nuestro planeta intentando conocer cómo podía ser el objeto de nuestros deseos. Fuera de la Tierra las condiciones, en su mayoría, pueden ser muy inhóspitas, por lo que dirigimos nuestros ojos hacia aquellos seres que conviven con nosotros en ambientes muy, pero que muy, difíciles: los extremófilos. Con esto no quiero decir que realmente vayamos a encontrar el tipo de seres duros de la Tierra. Lo más probable es encontar seres parecidos. Hoy vamos a dedicarnos a ver el campo de búsqueda, lugares en el sistema solar en donde puede ser posible la vida.

Está claro que no disponemos de una tecnología desarrollada como para poder llevar a cabo una observación directa de estos hipotéticos extremófilos. Por lo que nos deberemos concentrar en la búsqueda de las pistas colaterales que nos llegan con la luz que recibimos del exterior. En su espectro viene la información necesaria. Analizando la distribución de sus bandas podemos saber qué tipo de átomos las emitieron o se interpusieron en su camino. La explicación es muy sencilla. Cada átomo -elemento químico- tiene una configuración particular de sus capas electrónicas. Cada una a un nivel de energía determinada y específica del elemento. Si uno de sus electrones se muda de una a otra es porque ha recibido o ha emitido un fotón, cuya energía -frecuencia- captamos y podemos ver reflejada en su espectro.

Espectro de frecuencias de un rayo de luz. En este caso se trata de la emitida por átomos de hierro en el intervalo visible electromagnético (Wikimedia, dominio público)

¿Por qué es importante saber que átomos hay ahí? Porque la actividad biológica deja pistas químicas en sus subproductos, lo que se conoce como biomarcadores, moléculas resultantes de la actividad metabólica de los organismos vivos. Si queremos saber si en un exoplaneta o en una exoluna hay algo semejante a lo que hay en la Tierra, lo lógico es intentar seguir la pista a estos biomarcadores. Puede haber de muchos tipos en la atmósfera de un planeta habitable, pero la mayoría resultan invisibles si los observamos a varios años luz de distancia. Por este motivo nos tenemos que centrar sobre aquellos elementos que son realmente los mejores indicios de vida: oxígeno, ozono y metano. Además, podemos buscar la presencia de dióxido de carbono como producto secundario de la respiración y de agua como disolvente universal necesario para que la vida sea una realidad. Aunque no son biomarcadores, ambos juegan un papel fundamental en la biosfera terrestre.

Ya sabemos que el oxígeno en la Tierra ha sido en su mayoría consecuencia de la actividad biológica de las cianobacterias y de los seguidores de su invento, la fotosíntesis. Sin embargo, eso fue en la Tierra ¿Pudiera ser que en otros lugares la Vida no hubiera seguido exactamente el camino que tomó en nuestro planeta? Bien podría existir un planeta repleto de organismos que no utilizan el oxígeno en su metabolismo, como pasó en los inicios de nuestro planeta, cuando todo proceso biológico era anaeróbico. Lo cual nos llevaría a una atmósfera en la que este gas no estuviera significativamente presente aunque hubiera vida. Pero también tenemos que pensar que aunque haya una fuerte correlación entre la existencia de oxígeno y la de la vida, también se puede producir por procesos abióticos: el oxígeno no sólo es un subproducto del metabolismo orgánico, sino que también lo es de la fotodisociación de la molécula de agua por acción de los rayos ultravioletas, tanto en la atmósfera como en las superficies de masas de agua o hielo. Así que bien pudiera ser que el oxígeno que detectemos en un exoplaneta no tenga nada que ver con organismos vivos. Como vemos, lo relacionado con este elemento puede ser un tremendo lío.

Biomarcadores en el espectro de la atmósfera de la Tierra visto por la Mars Express (Imagen: ESA, fair use)

El ozono es más fácil de detectar que el oxígeno y en su mayoría proviene de la asociación de tres átomos de oxígeno por acción de las radiaciones ultravioleta: señala la existencia de oxígeno y además favorece el desarrollo de la Vida en cuanto a que es un protector frente a estas radiaciones ultravioleta. Por desgracia, también puede formarse mediante mecanismos abióticos, aunque en estos casos se produce en concentraciones muy bajas.

Aunque en la Tierra el metano primigenio apareció en los arrastres de las erupciones volcánicas, podemos decir que en casi su totalidad se generó y se genera como resultado de la descomposición anaeróbica de la materia orgánica. Al igual que el oxígeno, es un gas inestable que necesita ser repuesto continuamente, por lo que su presencia mantenida sólo puede explicarse por la existencia de las dos causas que hemos mencionado, biológicas o geológicas. La detección simultánea de oxígeno y metano en una exoplaneta sería un indicio a favor de la presencia de formas de Vida.

Ahora que sabemos lo que conviene buscar, hagámoslo para empezar en las cercanías. Puede que haya vida, o la haya habido, en nuestro sistema solar: Marte, los satélite saturninos Titán y Encélado, el joviano Europa, o incluso el más alejado Tritón, satélite de Neptuno… Andamos tras la pista del agua, la madre de la Vida, aunque después de lo dicho en la entrada anterior, cuando hablamos de los organismos extremófilos, eso casi puede parecer irrelevante.

En la actualidad es bien conocido que Marte es un planeta “seco”. Tan solo se ha podido encontrar agua en estado sólido -en los casquetes polares constituidos por grandes masas de hielos perpetuos o en paredes de cráteres o valles profundos donde no incide nunca la luz solar- y se especula que en el subsuelo puedan darse las condiciones ambientales para que el agua se mantenga en estado líquido. Se han detectado grandes glaciares enterrados con extensiones de decenas de kilómetros y profundidades del orden de un kilómetro. Es evidente que hace millones de años por su superficie corría el agua líquida y que está claro que el hemisferio norte del planeta fue un gran océano. Eran otras las condiciones de su atmósfera y la presión que ejercía sobre la superficie.

La existencia de agua en Marte se ha podido corroborar gracias a la infinidad de fotografías de gran calidad obtenidas por las sofisticadas naves de la NASA y la ESA. En la imagen siguiente, por ejemplo, podemos ver al volcán marciano Ceraunius Tholus. Tiene 130 kilómetros de diámetro y su cima se eleva a 5,5 kilómetros sobre las llanuras adyacentes. Se observan claramente las antiguas torrenteras que peinan sus laderas e incluso lo que parece un cráter convertido en cuenca endorreica. Hablando de escorrentías es preciso comentar lo que parece ser la huella de flujos, estacionalmente activos, de disoluciones de sal muera que han sido anunciados en septiembre de 2015 por la NASA.[1] El hecho de que sean de sal muera es significativo ya que eso es lo que permite al agua mantenerse en estado líquido en el ambiente de baja presión y temperatura de la superficie de Marte.

El volcán marciano Ceraunius Tholus. A su lado el más pequeño (Wikimedia: NASA, dominio público)

Hay por tanto muchas y muy claras evidencias de agua en Marte. Se especula también con las trazas de gas metano que fueron detectadas[2] en la atmósfera de Marte en 2003, lo cual es considerado un misterio, ya que, bajo las condiciones atmosféricas del planeta y la radiación solar, el metano es inestable y tiende a desaparecer con el paso de los años, lo que permitiría hacer la hipótesis de que en Marte debe existir una fuente productora de metano que mantiene su concentración en la atmósfera y que produce un mínimo de 150 toneladas cada año… ¿se trata de bacterias metanógenas? Un año más tarde también la nave Mars Express de la ESA confirmó la existencia del metano atmosférico marciano (concentraciones de 10 ppb).[3] Sin embargo los datos obtenidos por el rover Curiosity de la NASA que está analizando en directo la superficie marciana sólo ha logrado confirmar una presencia residual de este gas, una sexta parte de los datos anteriores, lo que nos aleja la posibilidad de que represente la existencia de biometanógenos.[4] La controversia sigue servida.

Unos pocos kilómetros más allá, tan sólo 550 millones, orbita el gran Júpiter gaseoso, con su cohorte de satélites. Nos fijaremos en Europa, que tanto sorprendió a Galileo cuando enfocó por primera vez su telescopio hacia esta luna. Lo hizo el 7 de enero de 1610 y fue una demostración contundente de que no todos los astros giraban alrededor de la Tierra: por lo menos cuatro circunvalaban Júpiter. Europa es semejante en tamaño a nuestra Luna. Pero sus composiciones distan mucho de ser parecidas. La superficie de Europa es un casquete helado, de agua. A gran escala es una suave bola blanca, sorprendentemente lisa, sin apenas cráteres, lo que indica que su superficie se recicla con rapidez. Pero realmente está cruzada por infinitud de grietas. Más o menos anchas, con una configuración de bandas de colores que hace pensar en que estas grietas se abren de vez en cuando emergiendo por su parte central nuevo material: más agua que se hiela en las condiciones de temperatura de la superficie. Algo así como las dorsales oceánicas de la Tierra en versión H2O. El tamaño de Júpiter induce unas tremendas mareas gravitacionales sobre la masa de Europa. Y así como en la localidad costera francesa de Mont Saint-Michel el mar se eleva hasta unos catorce metros por acción de la fuerza gravitatoria del Sol y la Luna, la superficie del planeta jupiterino lo hace unos 30 metros ¡¡teniendo un radio tres veces menor que la Tierra!! Podemos imaginar la exorbitante energía de deformación liberada cada tres días y medio, que es lo que dura su periodo orbital. Todo indica que sobre el núcleo de hierro y sílice se encuentra un gran océano subterráneo de agua líquida de 100 kilómetros de espesor.

Imagen de la superficie de agua helada de Europa, luna de Júpiter (Wikimedia, NASA, dominio público)

Y toda esta digresión para llegar al agua líquida una vez más. El profesor Richard Greenberg de la Universidad de Arizona, en su libro “Unmasking Europa“, ha estimado que Europa la tiene en suficiente cantidad y con una elevada concentración de oxígeno, incluso mayor que en nuestros mares.[5] Concentraciones semejantes serían suficientes para mantener no sólo microorganismos, sino también formas de vida más complejas. No parece un mundo raro para un extremófilo.

Titán es un caso extraño. Desconocido hasta que lo descubrió el astrónomo Christiaan Huygens  en 1656, es el mayor de los satélites de Saturno, con un tamaño casi el doble del de la Luna. La rareza estriba en que su atmósfera es densa, es la única luna del sistema solar que la posee. Un 94% de nitrógeno y el resto hidrocarburos entre los que reina el metano. Las condiciones de frío y temperatura a tanta distancia del Sol, 1.400 millones de kilómetros, hace que el metano pueda permanecer normalmente en estado líquido. Allí realiza la función que el agua realiza en la Tierra: tiene su ciclo de evaporación, lluvia, escorrentías con degradación del suelo y almacenamiento en mares y lagos, con unas riberas heladas.

Su superficie de hielo está muy fragmentada y erosionada con volcanes de impacto, pero también otros que se creen que emiten hielo y amoniaco. En algunas zonas el hielo de la superficie parece estar recubierto de materia orgánica.

No es una foto sepia de un amanecer en las islas noruegas de Spitsbergen, es Titán en persona (Imagen: NASA/JPL-Caltech/USGS, fair use)

Este satélite posee también una densidad que hace presuponer que su masa está en gran medida constituida por hielo de agua. A la vista de ello se supone también que en sus profundidades puede encontrarse un mar de agua líquida y amoniaco sobre un fondo de roca. El escenario hace volar la imaginación a los astrobiólogos. Titán, con una superficie exterior repleta de compuestos de carbono, algunos de ellos en el camino de los materiales orgánicos para la vida, un mar de agua interior sobre un fondo rocoso en donde se pudiera repetir condiciones semejantes a las fumarolas submarinas terrestres. ¿Por qué no pensar en la vida?

Esta idea de vida en la saturnina luna Titán se ve reforzada después de que en 2014 se haya reportado la existencia de microorganismos viviendo en los lagos de asfalto -un líquido viscoso compuesto de hidrocarburos- de la isla de Trinidad, en el Caribe.[6]

Tenemos datos curiosos de esta luna obtenidos mediante la sonda Cassini, que la sobrevoló durante 2004, y de la sonda Huygens que aterrizó sobre su helada superficie en 2005. Se esperaba encontrar en las mediciones de su atmósfera un cierto porcentaje de hidrógeno, resultado de la disociación del acetileno y del metano provocada por los rayos ultravioleta en la atmósfera más exterior. Pero ni las concentraciones medidas de acetileno ni las del hidrógeno se correspondían a lo que debía ser un proceso químico independiente en un medio inerte, ni su difusión por la atmósfera se hacía de manera uniforme. Sorprendentemente, el H2 disminuía a medida que se acerca a la superficie de Titán, como si allí se diera un proceso químico que lo consumiera. No obstante, el desequilibrio de estos elementos se podría explicar mediante algún proceso inorgánico todavía desconocido que provocara la fijación del hidrógeno en la superficie y retirara el acetileno de forma selectiva. Pero los datos son también compatibles con la presencia en Titán de algún tipo de organismo vivo que viviera en el metano líquido, se alimentara de acetileno y consumiera hidrógeno atmosférico: equivalente al agua, dióxido de carbono y oxígeno del esquema terrestre. De nuevo vuela la imaginación.

En la nómina de posibilidades se encuentra también Encélado, luna compañera de Titán. Al igual que en éste, el análisis de su gravedad[7] parece sugerir que posee un núcleo central rocoso y una capa externa de hielo. Y entre ambos, en posiciones próximas al polo sur, un mar subterráneo proyectando géiseres de hielo por las grietas. Gracias a los datos aportados por la sonda Casini acerca de los materiales eyectados en estas emisiones, se cree que en el fondo del mar subterráneo podría estar produciéndose una actividad hidrotermal.[8] Ya sabemos de la entrada 05 de esta serie, “La casa natal de la Vida“, la importancia de este tipo de procesos en la generación de vida en la Tierra. Completamos la imagen de Encélado diciendo que su atmósfera está compuesta prácticamente por agua.

Diagrama que ilustra la constitución interna de Encélado con un núcleo rocoso y su mar interior de donde proceden los géiseres de hielo situados en el polo sur (Imagen: NASA/JPL-Caltech/USGS, fair use)

Nos tenemos que ir ahora a 4.500 millones de kilómetros de la Tierra para encontrar a otro posible candidato a transportista sideral de vida: el satélite de Neptuno Tritón. La atmósfera es semejante a la de Titán, mucho nitrógeno aderezado con metano. Presenta una gran actividad geológica del tipo de criovulcanismo de nitrógeno líquido provocado por un diferente calentamiento zonal por parte del sol. Esta circunstancia, a pesar de que la temperatura en su superficie es congeladora, -235ºC, induce a pensar en un calentamiento interno, lo que nos permite imaginar de nuevo un mar subterráneo donde algún ser extremófilo lleve a cabo su actividad.

Vista parcial del hemisferio norte de Tritón (Imagen: NASA, fair use)

Con Tritón acabamos el breve repaso por los mejores candidatos de nuestro Sistema Solar a ser el soporte de desarrollo de algún tipo de vida. Como hemos podido ver, las mayores esperanzas las tenemos colocadas en el agua, tan imprescindible para la vida de la Tierra. Sí, el agua es una buena base de partida. Pero no tenemos mucho más. En algún caso algo que pudiera considerarse como biomarcador, el metano, pero muy, muy lejos de una evidencia seria o con posibilidad de ser contrastada. ¿Decepcionante? Yo no diría esto, aunque nuestra ávida curiosidad necesita realidades. Estamos comenzando y nuestra tecnología nos ha dado ya muchas alegrías. Pero hay que ir a estos mundos para comprobar “in situ” qué es lo que hay allí. ¿Será un sondeo en Marte? ¿Apostaremos todo a Europa y a que una sonda posada en su superficie conseguirá penetrar la capa de hielo hasta el océano subterráneo? Todo está abierto y nada cerrado.

La aventura en nuestro vecindario continúa. Quiero pensar, apoyado en todo lo que nos ha dicho la biografía de la Vida, que un extremófilo desconocido está allí esperándonos.

En la siguiente entrada daremos un paseo por otro tipo de esfuerzos del hombre. Los que estamos haciendo para prolongar nuestras conjeturas más allá de nuestro sistema solar. Prolongar nuestras conjeturas y encontrar evidencias. Y si por estos lares la cosa está a medio cocer, imaginad lo crudo que está lo que vamos a ver, a pesar de los fantásticos avances de los últimos veinte años. Hasta entonces, que nos veremos en el mundo exterior.

  1. Podéis ver esta noticia de la NASA en este enlace. []
  2. Ver ésta publicación de la NASA de abril de 2004. []
  3. En éste enlace encontráis la reseña de la noticia publicado por la ESA en marzo de 2004. []
  4. Más información en éste artículo de National Geographyc de septiembre de 2013. []
  5. La reseña de la noticia proviene del periódico ABC, edición de octubre de 2009. []
  6. Una mayor información sobre los lagos de asfalto de Titán la encontraréis en ésta publicación de la revista Science de agosto de 2014. []
  7. Más información en la publicación de la revista Science de abril de 2014. []
  8. Noticia publicada en la revista Nature de marzo de 2015. []

Sobre el autor:

jreguart ( )

 

{ 10 } Comentarios

  1. Gravatar Inquieto | 05/10/2015 at 05:11 | Permalink

    Me ha gustado mucho esta entrada, felicidades :)

  2. Gravatar jreguart | 05/10/2015 at 06:00 | Permalink

    Hola Inquieto,

    muchas gracias por tus palabras. Ya queda poco de la serie, así que voy a tener que inventarme otro tema para no perder a compañeros lectores tan motivadores. Un saludo.

  3. Gravatar Diego | 05/10/2015 at 06:40 | Permalink

    Espectacular serie, me atraparon todas las entradas, esperando con ansia a que salgan nuevas publicaciones. Saludos y excelente serie.

  4. Gravatar jreguart | 05/10/2015 at 07:59 | Permalink

    Hola Diego,

    muchas gracias. La verdad es que la serie se ha ido enriqueciendo con la aportaciones de los comentarios vuestros. Así que es mérito de todos, el escritor, los lectores… y no me olvido ¡los editores! Os juro que son unos fenómenos.

  5. Gravatar wentru | 05/10/2015 at 11:54 | Permalink

    jreguart : ¿ si los humanos tuviéramos contacto con los posibles microbios marcianos estos claramente tendrían su sello extraterrestre? lo digo porque los nuestros seguro viajarían como polizones y puede existir la posibilidad de contaminación de muestras o algo así , creo yo en mi ignorancia con respecto al tema ……. ahh y muchas felicitaciones por este aporte que haces a la divulgación científica .

  6. Gravatar jreguart | 06/10/2015 at 08:55 | Permalink

    Hola Wentru,

    me alegro que hayas disfrutado con la serie. Dos aspectos de tu comentario: uno de ciencia ficción y otro real.

    El de ciencia ficción: Los microbios marcianos contaminando a los terrestres. Aquí cabe la idea de que la Vida apareció en Marte y vino a la Tierra cabalgando en un meteorito. En este caso lo más probable es que el código genético y los entresijos del metabolismo fueran iguales en los dos planetas. Aunque con toda probabilidad las bacterias, o lo que fueran, marcianas no se parecerían en nada a las de aquí, por lo que lo más seguro es que los organismos terrestres no estaríamos preparados para combatir a alguna de ellas si fuera maligna. Mira lo que pasó con la viruela y la gripe llevada por los europeos a América: genocidio biológico. Pero nuestra medicina está preparada para analizar cualquier cosa que se nos parezca. Si la Vida apareció por separado en Marte y en la Tierra, la contaminación por microbios marcianos es una incógnita, ya que casi con toda probabilidad sus fundamentos serían distintos. Contaminación peligrosa o inocua, tratable o mortal de necesidad ¿? Quién lo sabe.

    Ahora pasemos a la parte real. Si el hombre pisa Marte para mi es casi seguro, al 99,99% que vamos a contaminar al planeta con nuestros biomas. Quizás podamos controlar la esterilidad de nuestros artefactos, que también tengo mis dudas, pero nuestro holobioma es incontrolable. Tenemos diez veces más bacterias que células propias, conviviendo nosotros en simbiosis con todo este ejército invisible. Es más, analizando las bacterias que hay en el aire de una habitación se puede saber quién a estado en la misma. Los pioneros de la aventura marciana tendrán que hacer sus cosas, digo yo, y aunque se controlen pises y cacas… Recuerdo ahora la novela “El marciano” que trata de un pobre astronauta abandonado por sus compañeros en Marte y que tiene que sobrevivir… No te cuento detalles para no fastidiarte una amena lectura… pero ahí se habla de un cultivo preparado por él y abonado ya sabes con qué.

  7. Gravatar ugmurti | 06/10/2015 at 10:00 | Permalink

    jreguart : “En particular, la vida microbiana en la Tierra se beneficia del calor del subsuelo. Muchas especies de microbios no dependen del Sol para obtener energía, pero necesitan el calor proveniente del interior de la Tierra que, en su mayor parte, proviene de la desintegración del uranio . Los planetas ricos en torio, un elemento con más energía y un período de semidesintegración mayor, serían más calientes y permanecerían así por más tiempo, por lo que tendrían más probabilidades de desarrollar vida”….ahora mi duda es que no se si habrá que agregarle la tectónica de placas como condición por lo del reciclaje que se logra con las fuerzas convectivas ; ¿ o con el calor interno y – naturalmente el agua – bastará para que se de la vida ? , aunque en la superficie el planeta tenga -50 grados y la radiación haga de las suyas … en resumen podemos decir que un satélite a 30 unidades astronómicas de distancia del sol con la terrible influencia gravitatoria del gigante gaseoso que lo alberga una atmósfera ultra tóxica una superficie ultra congelada , pero que impide como una coraza que el agua del subsuelo se evapore y escape ; y un manto cálido por la acción de la radiactividad de sus átomos pesados impide que se congele lográndose un equilibrio en el tiempo y permitiéndose la probable existencia de vida ; en cambio un planeta o un satélite a 1 ó 1,5 unidades astronómicas de su estrella recibiendo la luz y el calor tan necesarios para la vida pueden ser secos y estériles . antes se hablaba de esos eternos mundos congelados que recibían migajas de calor y tenues rayos de luz….y ahora posibles candidatos . en fin , todo sea por mantener el agua líquida permanente no importa en que lugar .

  8. Gravatar Cataclysm | 07/10/2015 at 11:43 | Permalink

    Genial esta serie de entradas, como siempre.

    A saber qué nos depará Marte ahora que se ha visto que tiene agua líquida en la superficie.

    Un saludo.

  9. Gravatar jreguart | 08/10/2015 at 09:17 | Permalink

    Hola Ugmurti,

    completamente de acuerdo con tu comentario. Son tantas las circunstancias que pueden influir en crear y mantener un escenario propicio a la Vida, tal como la conocemos, que lo que nos sugiere es que la podemos encontrar en más sitios que en duplicados de la Tierra/Sol. Sin embargo, como verás en la siguiente entrada, esto último es uno de los parámetros con los que más se juega a la hora de “suponer” datos de vida fuera de nuestras fronteras. Quizás porque sea lo más evidente: un puesto en el espacio en donde pueda haber agua líquida y alejado de zonas de alta radiación cósmica.

  10. Gravatar jreguart | 08/10/2015 at 09:24 | Permalink

    Hola Cataclysm,

    gracias por tus palabras. La Vida existe en la Tierra… pero ahí no se acaba ¿por qué?

    Sí, el pensar en lo que pueda haber fuera de nuestro planeta, lo menos que se puede decir de ello es “estimulante”… y divertido.

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