Desde 2012, el rover Curiosity de la NASA ha recorrido Marte, perforando rocas y pasando la arena a través de un sofisticado laboratorio de química a bordo, con el objetivo de descubrir evidencia de vida. Hoy, un equipo de científicos del rover anunció una señal intrigante, una que puede o no ser evidencia de vida pasada, pero que es, como mínimo, sorprendentemente extraña. El equipo encontró que el carbono atrapado en un puñado de rocas sondeadas por el rover está dramáticamente enriquecido en isótopos ligeros de carbono. En la Tierra, la señal sería vista como una fuerte evidencia de vida microbiana antigua.
Sin embargo, dado que esto es Marte, los investigadores son reacios a hacer grandes afirmaciones, y han trabajado arduamente para inventar explicaciones no biológicas alternativas que involucren la luz ultravioleta (UV) y el polvo de estrellas. Pero esas alternativas son al menos tan descabelladas como un escenario en el que los microbios subterráneos emitieran el carbono enriquecido como gas metano. El equipo concluye que el estudio «aumenta poco a poco la plausibilidad» de que los microbios alguna vez existieron en el planeta, y aún podrían existir hoy, dice Christopher House, biogeoquímico de la Universidad Estatal de Pensilvania, University Park, y autor principal del estudio, que fue publicado hoy en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Mark Harrison, un científico planetario de la Universidad de California, Los Ángeles, que no está afiliado al equipo del rover, está de acuerdo en que el enriquecimiento de carbono es un indicio tentador de la vida antigua. Pero, «los autores son apropiadamente conservadores», dice, señalando que tales firmas se debaten incluso en la Tierra y que no se pueden descartar explicaciones no biológicas.
El nuevo estudio aprovecha una perspicacia tradicional: la vida es perezosa. El carbono existe en dos formas isotópicas estables: el carbono-12 «ligero», que constituye la gran mayoría del carbono, y el carbono-13, que está cargado con un neutrón extra. Debido a este neutrón extra, el carbono-13 tiende a formar moléculas con enlaces ligeramente más fuertes. Como resultado, la vida ha desarrollado mecanismos que favorecen que el carbono-12 sea más fácil de dividir, y la mayoría de las moléculas orgánicas creadas por la vida están enriquecidas en carbono-12. El metano de los arrozales, por ejemplo, está enriquecido en carbono ligero, en comparación con el metano no biológico de los respiraderos hidrotermales del fondo marino.
El equipo observó 24 muestras de rocas diferentes perforadas durante el viaje de Curiosity a través del cráter Gale, que contiene las lutitas de un antiguo lago. La roca pulverizada se horneó en un horno en el vientre del rover, que convirtió pequeñas cantidades de carbono atrapado en la roca en gas metano. Luego, el gas fue probado por un láser, que reveló la composición isotópica del metano. Los resultados variaron ampliamente, pero en seis sitios, la cantidad de carbono-12 a carbono-13 fue más de 70 partes por mil más alta que un estándar de referencia basado en la Tierra. “Estas son señales dramáticas”, dice House. Debido a que las señales más fuertes provinieron de las rocas en la parte superior de las crestas y otros altos topográficos en el cráter, el equipo cree que el carbono enriquecido se depositó de alguna manera fuera de la atmósfera hace miles de millones de años, en lugar de dejarlo en los sedimentos del lago.
La concentración de carbono ligero a niveles tan altos podría haber tomado varios pasos. Los investigadores visualizan microbios del subsuelo profundo, alimentándose del carbono ligeramente liviano que se encuentra en el magma marciano y emitiendo gas metano. (La atmósfera marciana es deficiente en carbono ligero, por lo que los investigadores lo consideran una materia prima microbiana poco probable). Luego, otros microbios en la superficie se alimentarían del metano emitido, aumentando aún más los niveles de carbono ligero y fijándolo en el fósil. registrar cuando murieron.
Aún así, el rover no ha visto rastros físicos de microbios antiguos, por lo que los investigadores dicen que también es posible que los microbios profundos hayan iniciado el enriquecimiento, con la luz ultravioleta impulsándolo el resto del camino. La luz ultravioleta podría haber descompuesto el metano microbiano, enriqueciendo aún más su carbono ligero y creando productos secundarios como el formaldehído que eventualmente se depositaría en la superficie.
O tal vez el joven Sistema Solar, incluido el Marte primitivo, pasó a través de una nube interestelar de gas y polvo, lo que se cree que ocurre cada 100 millones de años más o menos. El carbono en ese polvo es ligero, igualando los niveles vistos por Curiosity, a juzgar por las muestras atrapadas en meteoritos. La nube podría haber bloqueado la luz del sol y sumergió a Marte en un profundo congelamiento, provocando una glaciación generalizada y evitando que el carbono ligero de la lluvia de polvo cósmico sea diluido por otras fuentes de carbono. House admite que el escenario requiere una increíble coincidencia de eventos y que no hay evidencia de glaciación en el cráter Gale. Pero dice que no se puede descartar.
Más prosaicamente, algunos estudios sugieren que los rayos UV pueden generar la señal sin la ayuda de la biología. Los rayos UV pueden reaccionar con el dióxido de carbono, que constituye el 96 % de la atmósfera marciana, para producir monóxido de carbono enriquecido en carbono-12. Yuichiro Ueno, un científico planetario del Instituto de Tecnología de Tokio, dice que recientemente confirmó que el proceso puede ocurrir en resultados de laboratorio no publicados. «Las proporciones de isótopos de carbono informadas son exactamente lo que esperaba», dice.
Ueno dice que el Marte primitivo pudo haber tenido una atmósfera diferente, quizás rica en hidrógeno, que reaccionó con el monóxido de carbono para formar una gran cantidad de moléculas orgánicas. Esos eventualmente caerían del aire, depositando la firma detectada por Curiosity.
Todos estos escenarios se desarrollarían en el pasado antiguo. Pero Curiosity también está olfateando carbono en el aire marciano actual. Ha detectado metano, pero en concentraciones demasiado bajas para que el rover mida directamente los niveles de isótopos de carbono. (Confusamente, los instrumentos sensibles en órbita no ven metano). Si alguna vez se detectara carbono ligero en una columna más espesa de metano, abriría una posibilidad aún más emocionante, dice House. «Aunque estamos viendo un proceso potencialmente antiguo, el metano actual podría provenir de la misma biosfera sostenida hasta ahora».
