Un estudio muestra que el antiguo Marte tenía las condiciones adecuadas para la vida subterránea

¿Vida subterránea? Una nueva investigación muestra que el antiguo Marte probablemente tenía suficiente energía química para soportar los tipos de colonias microbianas subterráneas que existen en la Tierra. NASA / JPL.

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

"Mostramos, basándonos en cálculos básicos de física y química, que el subsuelo marciano antiguo probablemente tenía suficiente hidrógeno disuelto para alimentar una biosfera subsuperficial global", dijo Jesse Tarnas, estudiante graduado de la Universidad Brown y autor principal de un estudio publicado en Earth and Planetary Science Letters. "Las condiciones en esta zona habitable habrían sido similares a lugares en la Tierra donde existe vida subterránea". 

La Tierra es el hogar de lo que se conoce como ecosistemas microbianos litotróficos subsuperficiales - SliMEs para abreviar. Al carecer de energía de la luz solar, estos microbios subterráneos a menudo obtienen su energía pelando electrones de las moléculas en sus entornos circundantes. El hidrógeno molecular disuelto es un gran aportador de electrones y se sabe que alimenta a SLiME en la Tierra. 

Este nuevo estudio muestra que la radiolisis, un proceso a través del cual la radiación rompe las moléculas de agua en sus partes constitutivas de hidrógeno y oxígeno, habría creado una gran cantidad de hidrógeno en el antiguo subsuelo marciano. Los investigadores estiman que la concentración de hidrógeno en la corteza hace unos 4.000 millones de años habrían estado en el rango de concentraciones que sostienen a los abundantes microbios en la Tierra hoy día. 

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

Pasar a la clandestinidad 

Desde el descubrimiento, hace décadas, de antiguos canales fluviales y lechos de los lagos en Marte, los científicos se han sentido tentados por la posibilidad de que el Planeta Rojo alguna vez haya albergado la vida. Pero, aunque la evidencia de la actividad acuática pasada es inconfundible, no está claro cuánto fluyó en realidad en la historia marciana. Los modelos climáticos de vanguardia para los primeros Marte producen temperaturas que rara vez alcanzan un pico 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 del pasado. 

"La pregunta entonces se convierte en: ¿Cuál era la naturaleza de esa vida subsuperficial, si existía, y de dónde sacó su energía?", Dijo Jack Mustard, profesor en el Departamento de Ciencias Terrestres, Ambientales y Planetarias de Brown y coautor del estudio. "Sabemos que la radiolisis ayuda a proporcionar energía para los microbios subterráneos en la Tierra, por lo que lo que hizo Jesse fue buscar la historia de la radiólisis en Marte". 

Los investigadores analizaron los datos del espectrómetro de rayos gamma que vuela a bordo de la nave espacial Mars Odyssey de la NASA. Ellos mapearon abundancias de los elementos radiactivos de torio y potasio en la corteza marciana. Sobre la base de esas abundancias, podrían inferir la abundancia de un tercer elemento radiactivo, el uranio. La descomposición de esos tres elementos proporciona la radiación que impulsa la descomposición radiolítica del agua. Y debido a que los elementos se descomponen 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 esa radiación desapareciera. La evidencia geológica sugiere que habría habido abundante agua subterránea burbujeando en las rocas porosas de la antigua corteza marciana. Los investigadores usaron medidas 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 una posible vida. No puede ser tan frío y que toda el agua esté congelada, pero tampoco puede ser sobrecalentada por 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 una energía química más que suficiente para mantener la vida microbiana, según lo que se conoce acerca de tales 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 diferentes escenarios climáticos, algunos en el lado más cálido, otros en el lado más frío. Curiosamente, dice Tarnas, la cantidad de hidrógeno subsuperficial disponible para la energía en realidad sube bajo los escenarios de clima extremadamente frío. Eso es porque una capa más gruesa de hielo sobre la zona habitable sirve como una tapa que ayuda a evitar que el hidrógeno escape del subsuelo. 

"La gente tiene una idea de que un clima frío en Marte temprano es malo para la vida, pero lo que mostramos es que en realidad hay más energía química para la vida subterránea en un clima frío", dijo Tarnas. "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". 

Implicaciones para la exploración 

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

"Una de las opciones más interesantes para la exploración es observar bloques de megabrecha: trozos de roca que fueron excavados en el subsuelo por impactos de meteoritos", dijo Tarnas. "Muchos de ellos habrían venido de la profundidad de esta zona habitable, y ahora están sentados, a menudo relativamente inalterados, en la superficie". 

Mustard, que ha estado activo en el proceso de seleccionar 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 los 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 ser un buen lugar para atacar". 

Otros coautores de la publicación fueron Barbara Sherwood Lollar, Mike Bramble, Kevin Cannon, Ashley Palumbo y Ana-Catalina Plesa. La investigación fue apoyada por el Programa de Análisis de Datos de Marte (MDAP) (subvención 522723), el Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá (subvención 494812) y una beca de posgrado de Brown University. 

Publicación: JDTarnas, et al., "Producción de H 2 radiolítica en Marte Noachian: Implicaciones para la habitabilidad y el calentamiento atmosférico", Earth and Planetary Science Letters, 2018; doi: 10.1016 / j.epsl.2018.09.001

Fuente: Brown University,