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miércoles, diciembre 7, 2022
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Marte pudo estar habitado hace mucho tiempo, hasta que ocurrió algo muy misterioso

Si alguna vez hubo vida en Marte, y ese es un gran «sí», las condiciones durante la infancia del planeta probablemente la habrían apoyado, según un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Arizona.

Seco y extremadamente frío, con una atmósfera tenue, es muy poco probable que el Marte de hoy sostenga alguna forma de vida en la superficie. Pero hace 4.000 millones de años, el vecino rojo más pequeño de la Tierra pudo haber sido mucho más hospitalario, según el estudio, que se publica en Nature Astronomy.

Investigadores del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la UArizona simularon las condiciones que formas de vida hipotéticas habrían encontrado en Marte hace 4 mil millones de años, cuando el agua líquida probablemente estaba presente en abundancia en el planeta rojo. Crédito: ESO/M. Kornmesser

La mayoría de los expertos en Marte están de acuerdo en que el planeta comenzó con una atmósfera que era mucho más densa que la actual. Rico en dióxido de carbono e hidrógeno, probablemente habría creado un clima templado que permitió que el agua fluyera y, posiblemente, que prosperara la vida microbiana, según Regis Ferrière, profesor del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la UArizona y uno de los dos principales autores en el papel.

Los autores no están argumentando que existió vida en el Marte primitivo, pero si existió, dijo Ferrière, «nuestro estudio muestra que el Marte primitivo subterráneo muy probablemente habría sido habitable para los microbios metanogénicos».

Se sabe que estos microbios, que se ganan la vida convirtiendo la energía química de su entorno y liberando metano como producto de desecho, existen en hábitats extremos en la Tierra, como los respiraderos hidrotermales a lo largo de las fisuras en el fondo del océano. Allí sustentan ecosistemas enteros adaptados a presiones de agua aplastantes, temperaturas cercanas al punto de congelación y oscuridad total.

El equipo de investigación probó un escenario hipotético de un ecosistema marciano emergente utilizando modelos de última generación de la corteza, la atmósfera y el clima de Marte, junto con un modelo ecológico de una comunidad de microbios similares a la Tierra que metabolizan dióxido de carbono e hidrógeno.

En la Tierra, la mayor parte del hidrógeno está ligado al agua y no se encuentra solo con frecuencia, salvo en entornos aislados, como los respiraderos hidrotermales. Sin embargo, su abundancia en la atmósfera marciana podría haber proporcionado un amplio suministro de energía para los microbios metanogénicos hace unos 4.000 millones de años, en un momento en que las condiciones habrían sido más propicias para la vida, sugieren los autores. El Marte primitivo habría sido muy diferente de lo que es hoy, dijo Ferrière, con tendencia a ser cálido y húmedo en lugar de frío y seco, gracias a las grandes concentraciones de hidrógeno y dióxido de carbono, ambos fuertes gases de efecto invernadero que atrapan el calor en la atmósfera.

«Creemos que Marte pudo haber sido un poco más frío que la Tierra en ese momento, pero no tan frío como ahora, con temperaturas promedio muy probablemente por encima del punto de congelación del agua», dijo. «Mientras que el Marte actual ha sido descrito como un cubo de hielo cubierto de polvo, imaginamos al Marte primitivo como un planeta rocoso con una corteza porosa, empapado en agua líquida que probablemente formó lagos y ríos, tal vez incluso mares u océanos».

Esa agua habría sido extremadamente salada, agregó, según mediciones espectroscópicas de rocas expuestas en la superficie marciana.

Para simular las condiciones que habrían encontrado las primeras formas de vida en Marte, los investigadores aplicaron modelos que predicen las temperaturas en la superficie y en la corteza para una composición atmosférica determinada. Luego combinaron esos datos con un modelo de ecosistema que desarrollaron para predecir si las poblaciones biológicas habrían podido sobrevivir en su entorno local y cómo lo habrían afectado con el tiempo.

«Una vez que habíamos producido nuestro modelo, lo pusimos a trabajar en la corteza marciana, en sentido figurado», dijo el primer autor del artículo, Boris Sauterey, ex becario postdoctoral en el grupo de Ferrière que ahora es becario postdoctoral en la Sorbonne Université en París. «Esto nos permitió evaluar cuán plausible sería una biosfera subterránea marciana. Y si existiera tal biosfera, cómo habría modificado la química de la corteza marciana y cómo estos procesos en la corteza habrían afectado la composición química de la atmósfera. .»

«Nuestro objetivo era hacer un modelo de la corteza marciana con su mezcla de roca y agua salada, dejar que los gases de la atmósfera se difundan en el suelo y ver si los metanógenos podrían vivir con eso», dijo Ferrière, quien tiene una cita conjunta en Universidad de Ciencias y Letras de París en París. «Y la respuesta es, en términos generales, sí, estos microbios podrían haberse ganado la vida en la corteza del planeta».

Luego, los investigadores se dispusieron a responder una pregunta intrigante: si la vida prosperaba bajo tierra, ¿a qué profundidad habría tenido que ir uno para encontrarla? La atmósfera marciana habría proporcionado la energía química que los organismos habrían necesitado para prosperar, explicó Sauterey, en este caso, hidrógeno y dióxido de carbono.

«El problema es que incluso en los primeros tiempos de Marte, todavía hacía mucho frío en la superficie, por lo que los microbios habrían tenido que profundizar en la corteza para encontrar temperaturas habitables», dijo. «La pregunta es qué tan profunda debe ir la biología para encontrar el compromiso correcto entre la temperatura y la disponibilidad de las moléculas de la atmósfera que necesitaban para crecer. Descubrimos que las comunidades microbianas en nuestros modelos habrían sido más felices en los primeros cientos de años. metros».

Al modificar su modelo para tener en cuenta cómo los procesos que ocurren por encima y por debajo del suelo se influyen entre sí, pudieron predecir la retroalimentación climática del cambio en la composición atmosférica causado por la actividad biológica de estos microbios. En un giro sorprendente, el estudio reveló que, si bien la antigua vida marciana pudo haber prosperado inicialmente, su retroalimentación química a la atmósfera habría provocado un enfriamiento global del planeta, lo que finalmente haría que su superficie fuera inhabitable y llevara la vida a más y más profundidad bajo tierra, y posiblemente a la extinción

«Según nuestros resultados, la atmósfera de Marte habría sido completamente cambiada por la actividad biológica muy rápidamente, en unas pocas decenas o cientos de miles de años», dijo Sauterey. «Al eliminar el hidrógeno de la atmósfera, los microbios habrían enfriado drásticamente el clima del planeta».

El estudio reveló que, si bien la vida marciana antigua pudo haber prosperado inicialmente, habría cubierto la superficie del planeta de hielo e inhabitable, bajo la influencia del hidrógeno consumido y el metano liberado en la atmósfera. Crédito: Boris Sauterey y Regis Ferrière

La superficie de Marte primitivo pronto se habría vuelto glacial como consecuencia de la actividad biológica. En otras palabras, el cambio climático impulsado por la vida marciana podría haber contribuido a que la superficie del planeta fuera inhabitable muy pronto.

«El problema al que se habrían enfrentado estos microbios es que la atmósfera de Marte básicamente desapareció, se diluyó por completo, por lo que su fuente de energía se habría desvanecido y habrían tenido que encontrar una fuente alternativa de energía», dijo Sauterey. «Además de eso, la temperatura habría bajado significativamente y habrían tenido que profundizar mucho más en la corteza. Por el momento, es muy difícil decir cuánto tiempo habría permanecido Marte habitable».

Las futuras misiones de exploración de Marte pueden proporcionar respuestas, pero los desafíos permanecerán, según los autores. Por ejemplo, si bien identificaron Hellas Planitia, una extensa llanura excavada por el impacto de un gran cometa o asteroide muy temprano en la historia de Marte, como un sitio particularmente prometedor para buscar evidencia de vida pasada, la topografía del lugar genera algunos de Las tormentas de polvo más violentas de Marte, que podrían hacer que el área sea demasiado peligrosa para ser explorada por un rover autónomo.

Sin embargo, una vez que los humanos comiencen a explorar Marte, estos sitios podrían regresar a la lista de candidatos para futuras misiones al planeta, dijo Sauterey. Por ahora, el equipo centra su investigación en el Marte moderno. El rover Curiosity de la NASA y el satélite Mars Express de la Agencia Espacial Europea han detectado niveles elevados de metano en la atmósfera, y aunque tales picos podrían deberse a procesos distintos a la actividad microbiana, permiten la intrigante posibilidad de que formas de vida como los metanógenos puedan haber sobrevivido en rincones aislados en Marte, en las profundidades del subsuelo: oasis de vida extraterrestre en un mundo por lo demás hostil.

Con información de Nature Astronomy

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Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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