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Marte: el origen de los compuestos orgánicos descubiertos en el cráter Jezero

Viajemos al Marte primigenio. Nuestra historia comienza hace unos 3 500 millones de años (Ma), cuando un asteroide de varios kilómetros de diámetro excavó un cráter de impacto en Marte (objetivo científico de la misión Perseverance).

En ese tiempo, el planeta rojo poseía una atmósfera densa y, a pesar de ella, ese asteroide alcanzó la superficie con suficiente energía para excavar el inmenso cráter Jezero, de unos 45 km de diámetro. Es ahí, en la orilla de un cráter marciano, dónde se han encontrado compuestos orgánicos. ¿De dónde han salido?

Un lago donde pudieron surgir formas de vida

En uno de los bordes de Jezero, hace unos 2 600 millones de años, desembocaba un río que formó un delta aluvial, lo que le hizo ser objetivo astrobiológico prioritario de la NASA. No era para menos: el grado de deposición de materiales sugiere que el agua fluyó en el cráter durante un tiempo prolongado. Podría ser que formase un lago en su interior, un entorno capaz de albergar condiciones hidrotermales con recursos y potencial para que surgieran formas de vida.

Las numerosas misiones para cartografiar Marte han permitido caracterizar su complejo entorno geológico, recopilado por el US Geological Survey.

La evidencia del papel del agua es clave para que ciertos depósitos minerales, expuestos a ese entorno acuoso, se alterasen, y pudiesen aumentar la complejidad orgánica.

Ahora, la relevancia astrobiológica de lo que allí ocurrió comienza a revelarse. Un trabajo publicado recientemente en Nature desvela los primeros resultados composicionales de los minerales y compuestos orgánicos analizados en Jezero por el rover Perseverance.

Las hipótesis del origen de la materia orgánica en Jezero

El escenario de hidrotermalismo en el interior de Jezero se confirma ahora al encontrar la conexión entre los minerales de alteración acuosa y los compuestos orgánicos encontrados a su alrededor.

El descubrimiento es relevante, y son diversas las hipótesis que podrían explicar la presencia de materia orgánica en el entorno aluvial de Jezero.

Una posibilidad es que la materia orgánica surja porque el agua alteró ciertos minerales reactivos o bien por la reducción electroquímica del dióxido de carbono que dominaba la atmósfera.

Otra posibilidad podría ser la sedimentación progresiva de materiales que vinieron de fuera, como el polvo interplanetario o las condritas carbonáceas. Y, finalmente, también podría ser consecuencia de un origen biótico, es decir, organismos vivos, en el caso de que allí surgiesen.

La posibilidad de una síntesis abiótica, por alteración acuosa

En los meteoritos condríticos existen minerales reactivos que, en presencia de agua caliente y amidas, pueden producir reacciones catalizadoras de compuestos orgánicos. De hecho, en colaboración con un equipo italiano liderado por Raffaele Saladino, descubrimos la capacidad catalítica de los meteoritos condríticos en esas condiciones.

En el caso de Jezero, el enorme proyectil que excavó el cráter pudo depositar cantidades significativas de metal y sulfuros que serían reactivos a un entorno acuoso. En esas condiciones, los procesos catalíticos que describimos tendrían la capacidad de sintetizar los compuestos orgánicos detectados.

A favor de esta hipótesis abiótica se ha encontrado una asociación entre determinados minerales y el material orgánico, en este caso de naturaleza aromática. Para ello se ha empleado un espectrómetro de fluorescencia y Raman del rango ultravioleta profundo (DUV) llamado SHERLOC, diseñado para mapear la distribución de moléculas orgánicas y los minerales en superficies rocosas a una resolución de 100 micras. Tampoco es una sorpresa dado que existen diversos meteoritos marcianos que revelan precisamente la presencia de carbonatos y compuestos orgánicos en entornos superficiales bañados en agua.

La llegada de materiales carbonáceos desde el cinturón de asteroides

Otra posibilidad a considerar es el importante flujo de meteoritos que alcanzaba Marte entonces. Aquellos del tipo de condrita carbonácea poseen entre un 1 y un 5 % en masa de materia orgánica, y podrían haber aportado los compuestos orgánicos encontrados en Jezero, incluso el propio proyectil que excavó el cráter. En ese caso deberían encontrarse esos materiales orgánicos dispersos o asociados a minerales chocados, respectivamente. No parece el escenario preferido aunque no podemos obviar la magnitud relevante del flujo meteorítico dado que Marte fue la barrera inferior del cinturón principal de asteroides que alberga millones de estos cuerpos rocosos, metalorocosos y metálicos.

Para verificar ese escenario es fundamental el análisis en laboratorios terrestres de las muestras depositadas por Perseverance en la superficie de Marte, justo esperando a que la próxima misión Mars Sample Return (MSR) pueda ser ejecutada por NASA para recuperarlas.

¿Pudieron existir formas de vida que creasen los compuestos orgánicos de Jezero?

Cabe la posibilidad de que la vida surgiese también en Marte en esos entornos hidrotermales, tal y como sospechamos pudo ocurrir en la Tierra.

Si así fuese, los microorganismos se basarían en la química orgánica y crecerían uniendo cadenas de carbono. De hecho, una posible evidencia podría ser la detección de sales orgánicas entre las muestras analizadas por Perseverance, posibles productos de oxidación y radiólisis de la materia orgánica, que ya se habían encontrado en otros entornos marcianos. Aun así no hay evidencia concluyente y requiere verificar las muestras seleccionadas.

Obviamente con el paso de los eones la materia orgánica se degrada. Tras secarse ese entorno acuoso hace quizás unos 2 500 Ma, y llegando Perseverance miles de millones de años después, habría quedado sólo una evidencia sesgada por el entorno extremo al que esos sedimentos se han encontrado sometidos desde entonces.

Encontrar evidencia fósil será difícil dado que el entorno ha sido alterado y erosionado por el viento, y, además, los materiales superficiales han sido expuestos a la radiación extrema.

A lo largo de eones, en planetas sin atmósfera densa, los materiales orgánicos tienden a descomponerse, ionizados en un entorno expuesto a los rayos cósmicos y solares.

Así pues, los resultados de Perseverance brindan valiosa información sobre el pasado de Jezero.

El planeta rojo posee potencial para haber visto el surgimiento de formas de vida al principio de sus días aunque, de ser así, el cambio drástico en sus condiciones superficiales pudo ser dramático si fue tan brusco como para no permitir que esos organismos buscasen nichos profundos para seguir evolucionando.

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Por el momento, los recortes que el gobierno americano está exigiendo a NASA, ponen en riesgo la propia misión de retorno de muestras (Mars Sample Return, MSR) que pretende recuperar esas muestras imprescindibles que Perseverance ha dejado en Jezero. Ojalá puedan ser retornadas, porque ¿quién sabe los secretos que podrían desvelarnos en nuestros laboratorios?

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