El rover Curiosity de la NASA mide una intrigante firma de carbono en Marte

El rover Curiosity Mars de la NASA capturó estas nubes justo después de la puesta del Sol el 19 de Marzo de 2021, el día 3063 marciano, o sol, de la misión del rover. La imagen se compone de 21 imágenes individuales unidas y con corrección de color para que la escena se vea como lo haría el ojo humano. Detalles completos de la imagen.
 Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS 

El tipo de carbono está asociado con procesos biológicos en la Tierra. Los científicos de Curiosity ofrecen varias explicaciones para las señales de carbono inusuales.

Después de analizar muestras de roca en polvo recolectadas de la superficie de Marte por el rover Curiosity de la NASA, los científicos han anunciado que varias de las muestras son ricas en un tipo de carbono que en la Tierra está asociado con procesos biológicos.

Si bien el hallazgo es intrigante, no necesariamente apunta a la vida antigua en Marte, ya que los científicos aún no han encontrado evidencia concluyente de la biología antigua o actual allí, como formaciones de rocas sedimentarias producidas por bacterias antiguas o una diversidad de compuestos orgánicos complejos. moléculas formadas por la vida.

“Estamos encontrando cosas en Marte que son tentadoramente interesantes, pero realmente necesitaríamos más evidencia para decir que hemos identificado vida”, dijo Paul Mahaffy, quien se desempeñó como Investigador Principal del laboratorio de química Sample Analysis at Mars (SAM) a bordo del Curiosity hasta que se retiró del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, en Diciembre de 2021. “Así que estamos viendo qué más podría haber causado la huella de carbono que estamos viendo, si no es vida”.

En un informe de sus hallazgos publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences el 18 de Enero, los científicos de Curiosity ofrecen varias explicaciones para las señales de carbono inusuales que detectaron. Sus hipótesis se extraen en parte de las firmas de carbono en la Tierra, pero los científicos advierten que los dos planetas son tan diferentes que no pueden sacar conclusiones definitivas basadas en ejemplos de la Tierra.

Esta imagen muestra el orificio de perforación Highfield realizado por el rover Mars Curiosity de la NASA mientras recolectaba una muestra en «Vera Rubin Ridge» en el cráter Gale. Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS.

“Lo más difícil es dejar de lado la Tierra y dejar de lado ese sesgo que tenemos y realmente tratar de adentrarnos en los fundamentos de la química, la física y los procesos ambientales en Marte”, dijo la Astrobióloga de Goddard Jennifer L. Eigenbrode, quien participó en el estudio del carbono. Anteriormente, Eigenbrode dirigió un equipo internacional de científicos de Curiosity en la detección de innumerables moléculas orgánicas, que contienen carbono, en la superficie marciana.

“Necesitamos abrir nuestras mentes y pensar fuera de la caja”, dijo Eigenbrode, “y eso es lo que hace este documento”.

Tres explicaciones del origen del carbono

La explicación biológica que los científicos de Curiosity presentan en su artículo está inspirada en la vida terrestre. Se trata de bacterias antiguas en la superficie que habrían producido una firma de carbono única al liberar metano a la atmósfera, donde la luz ultravioleta habría convertido ese gas en moléculas más grandes y complejas. Estas nuevas moléculas habrían llovido hasta la superficie y ahora podrían conservarse con su distintiva firma de carbono en las rocas marcianas.

Otras dos hipótesis ofrecen explicaciones no biológicas. Una sugiere que la firma de carbono podría haber resultado de la interacción de la luz ultravioleta con el gas de dióxido de carbono en la atmósfera marciana, produciendo nuevas moléculas que contienen carbono que se habrían asentado en la superficie. Y la otra especula que el carbono podría haber quedado atrás de un evento raro hace cientos de millones de años cuando el Sistema Solar pasó a través de una nube molecular gigante rica en el tipo de carbono detectado.

Unida a partir de 28 imágenes, esta vista del rover Curiosity Mars de la NASA fue capturada el 9 de Abril de 2020, el día 2729 marciano, o sol, de la misión. Muestra el paisaje de la formación de arenisca Stimson en el cráter Gale. En esta ubicación general, Curiosity perforó el pozo de Edimburgo, que se enriqueció con Carbono-12. Detalles completos de la imagen.
 Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS
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“Las tres explicaciones se ajustan a los datos”, dijo Christopher House, un científico de Curiosity con sede en la Universidad Estatal de Pensilvania que dirigió el estudio del carbono. «Simplemente necesitamos más datos para descartarlos».

Midiendo los isótopos del carbono.

Para analizar el carbono en la superficie marciana, el equipo de House utilizó el Espectrómetro Láser Sintonizable (TLS) dentro del laboratorio SAM. SAM calentó 24 muestras de ubicaciones geológicamente diversas en el cráter Gale del planeta a unos 1.500 grados Fahrenheit, u 850 grados Celsius, para liberar los gases del interior. Luego, el TLS midió los isótopos de parte del carbono reducido que se liberó en el proceso de calentamiento. Los isótopos son átomos de un elemento con diferentes masas debido a su distinto número de neutrones, y son fundamentales para comprender la evolución química y biológica de los planetas.

El carbono es particularmente importante ya que este elemento se encuentra en toda la vida en la Tierra; fluye continuamente a través del aire, el agua y el suelo en un ciclo que se entiende bien gracias a las mediciones de isótopos.

Por ejemplo, los seres vivos de la Tierra utilizan el átomo de carbono 12, más pequeño y ligero, para metabolizar los alimentos o para la fotosíntesis, en lugar del átomo de carbono 13, que es más pesado. Por lo tanto, significativamente más carbono-12 que carbono-13 en rocas antiguas, junto con otra evidencia, sugiere a los científicos que están mirando firmas de química relacionada con la vida. Observar la proporción de estos dos isótopos de carbono ayuda a los científicos de la Tierra a saber qué tipo de vida están observando y el entorno en el que vivió.

En Marte, los investigadores de Curiosity descubrieron que casi la mitad de sus muestras tenían cantidades sorprendentemente grandes de carbono-12 en comparación con lo que los científicos han medido en la atmósfera y los meteoritos marcianos. Estas muestras provienen de cinco ubicaciones distintas en el Cráter Gale, informan los investigadores, que pueden estar relacionadas en el sentido de que todas las ubicaciones tienen superficies antiguas bien conservadas.

Tratando de entender el ciclo del carbono en Marte

“En la Tierra, los procesos que producirían la señal de carbono que estamos detectando en Marte son biológicos”, dijo House. “Tenemos que entender si la misma explicación funciona para Marte o si hay otras explicaciones, porque Marte es muy diferente”.

Marte es único porque puede haber comenzado con una mezcla diferente de isótopos de carbono que la Tierra hace 4500 millones de años. Marte es más pequeño, más frío, tiene una gravedad más débil y diferentes gases en su atmósfera. Además, el carbono en Marte podría estar ciclando sin ninguna vida involucrada.

«Hay una gran parte del ciclo del carbono en la Tierra que involucra la vida, y debido a la vida, hay una parte del ciclo del carbono en la Tierra que no podemos entender, porque dondequiera que miremos hay vida», dijo Andrew Steele, un Científico curioso con sede en la Carnegie Institution for Science en Washington, DC.

Steele señaló que los científicos se encuentran en las primeras etapas de comprensión de los ciclos del carbono en Marte y, por lo tanto, en cómo interpretar las proporciones isotópicas y las actividades no biológicas que podrían conducir a esas proporciones. Curiosity, que llegó al Planeta Rojo en 2012, es el primer rover con herramientas para estudiar isótopos de carbono en la superficie. Otras misiones han recopilado información sobre firmas isotópicas en la atmósfera, y los científicos han medido proporciones en meteoritos marcianos que se han recogido en la Tierra.

“Definir el ciclo del carbono en Marte es absolutamente clave para tratar de entender cómo la vida podría encajar en ese ciclo”, dijo Steele. «Lo hemos hecho con mucho éxito en la Tierra, pero apenas estamos comenzando a definir ese ciclo para Marte».

Mirando hacia el futuro

Los científicos de Curiosity continuarán midiendo los isótopos de carbono para ver si obtienen una firma similar cuando el rover visite otros sitios que se sospecha que tienen superficies antiguas bien conservadas. Para probar aún más la hipótesis biológica que involucra a los microorganismos productores de metano, al equipo de Curiosity le gustaría analizar el contenido de carbono de una columna de metano liberada desde la superficie. El rover encontró inesperadamente una columna de este tipo en 2019, pero no hay forma de predecir si eso volverá a suceder. De lo contrario, los investigadores señalan que este estudio brinda orientación al equipo detrás del rover Perseverance de la NASA sobre los mejores tipos de muestras para recolectar para confirmar la firma de carbono y determinar definitivamente si proviene de la vida o no. Perseverance está recolectando muestras de la superficie marciana para un posible futuro regreso a la Tierra.

La misión de Curiosity está dirigida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California; JPL es administrado por Caltech.

Fuente: Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.

Artículo original:NASA’s Curiosity Rover Measures Intriguing Carbon Signature on Mars‘. Andrew Good. January 18, 2022.

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Lleno de lagos salinos, el salar de Quisquiro en el Altiplano de América del Sur representa el tipo de paisaje que los científicos creen que pudo haber existido en el cráter Gale en Marte. Descargue la imagen aquí .
Créditos:
 Maksym Bocharov

Al estudiar los elementos químicos en Marte hoy, incluidos el carbono y el oxígeno, los científicos pueden trabajar hacia atrás para reconstruir la historia de un planeta que alguna vez tuvo las condiciones necesarias para mantener la vida.

Tejer esta historia, elemento por elemento, desde aproximadamente 140 millones de millas (225 millones de kilómetros) de distancia es un proceso minucioso. Pero los científicos no son personas del tipo que se pueda disuadir fácilmente. Los orbitadores y rovers en Marte han confirmado que el planeta alguna vez tuvo agua líquida, gracias a pistas que incluyen cauces de ríos secos, costas antiguas y química de superficie salada. Usando el Curiosity Rover de la NASA , los científicos han encontrado evidencia de lagos de larga vida. También han desenterrado compuestos orgánicos , o componentes químicos de la vida. La combinación de agua líquida y compuestos orgánicos obliga a los científicos a seguir buscando en Marte signos de vida pasada o presente.

A pesar de la tentadora evidencia encontrada hasta el momento, la comprensión de los científicos de la historia marciana aún se está desarrollando, con varias preguntas importantes abiertas a debate. Por un lado, ¿era la antigua atmósfera marciana lo suficientemente gruesa como para mantener el planeta cálido y, por lo tanto, húmedo, durante el tiempo necesario para germinar y nutrir la vida? Y los compuestos orgánicos: ¿son signos de vida o de química que ocurre cuando las rocas marcianas interactúan con el agua y la luz solar?

En un reciente informe de Nature Astronomy sobre un experimento de varios años realizado en el laboratorio de química dentro del «estómago» de Curiosity, llamado Análisis de muestras en Marte (SAM), un equipo de científicos ofrece algunas ideas para ayudar a responder estas preguntas. El siguiente artículo lo presenta y en particular desarrolla el tema sobre el ciclo de carbono en Marte, mostrando también cómo se pierde al espacio preferentemente el carbono 12. También contiene un selección de recursos sobre el tema.

Las sales podrían ser una pieza importante del rompecabezas orgánico marciano

Esta mirada retrospectiva a una duna que atravesó el rover Curiosity Mars de la NASA fue tomada por la cámara de mástil del rover (Mastcam) el 9 de febrero de 2014, el día 538 marciano, o sol, de la misión de Curiosity.
Crédito de la imagen: 
 NASA/JPL-Caltech/MSSS
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Un equipo de la NASA descubrió que es probable que haya sales orgánicas en Marte. Como fragmentos de cerámica antigua, estas sales son los restos químicos de compuestos orgánicos, como los detectados previamente por el rover Curiosity de la NASA. Los compuestos orgánicos y las sales en Marte podrían haberse formado por procesos geológicos o ser restos de vida microbiana antigua.

Además de agregar más evidencia a la idea de que alguna vez hubo materia orgánica en Marte, la detección directa de sales orgánicas también respaldaría la habitabilidad marciana actual, dado que en la Tierra, algunos organismos pueden usar sales orgánicas, como oxalatos y acetatos, para obtener energía. Puedes ver el artículo aquí:

SHERLOC ve material orgánico en una roca llamada ‘Garde’

Crédito:  NASA/JPL-Caltech/MSSS/LANL/PhotonSys.

SHERLOC, uno de los instrumentos en el extremo del brazo robótico a bordo del rover Perseverance Mars de la NASA, observó diferentes tipos de moléculas a base de carbono llamadas compuestos orgánicos dentro de un objetivo de roca llamado «Garde». El rover usó su taladro para desgastar, o moler, un trozo de roca para que SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) pudiera analizar su interior. Estos datos se tomaron el 18 de septiembre de 2021, el día marciano número 207, o sol, de la misión.

Los procesos geológicos no biológicos pueden formar compuestos orgánicos. Los compuestos orgánicos encontrados en los datos de PIXL y su asociación con las rocas en las que están incrustados tienen un parecido sorprendente con los compuestos orgánicos no biológicos dentro de los meteoritos marcianos, lo que sugiere que estos compuestos orgánicos se formaron por procesos geológicos. Por lo tanto, estos hallazgos orgánicos no son firmas biológicas (compuestos que indican la presencia de un proceso biológico). La publicación a continuación lo informa:

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El rover Curiosity de la NASA, que se muestra aquí, ha detectado periódicamente fuertes aumentos de metano en la atmósfera del Planeta Rojo, y los científicos están ansiosos por encontrar su fuente. 
Crédito: 
NASA/JPL-Caltech/MSSS.

El rover Curiosity de la NASA aterrizó en Marte en Agosto de 2012 y sus investigaciones revelaron que Marte fue una vez un planeta potencialmente habitable. Una de las observaciones más emocionantes de Curiosity ha sido la abundancia periódica e inusualmente alta de metano en la atmósfera de Marte. Durante los últimos 7 años, Curiosity ha establecido una señal de fondo de metano de aproximadamente 0,41 partes por billón por volumen (ppbv), y estos picos periódicos pueden aumentar el metano atmosférico hasta 21 ppbv.

Luo et al. notaron que estos picos de metano podrían «tener profundas implicaciones para la geología y la astrobiología». En la Tierra, casi todas las emisiones de metano tienen orígenes biológicos, desde la flatulencia de las vacas hasta la descomposición del material vegetal. En Marte, el metano podría ser una firma biológica potencial, un rastro químico producido por la vida. Sin embargo, primero, los científicos deben descartar los orígenes no biológicos del metano. A continuación el artículo:

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Crédito de la Ilustración: Jenny Leibundgut.

La meteorización de las rocas de silicato juega un papel importante para mantener clemente el clima de la Tierra. Los científicos dirigidos por la Universidad de Berna y el Centro Nacional Suizo de Competencia en Investigación (NCCR) PlanetS, investigaron los principios generales de este proceso. Sus resultados podrían influir en la forma en que interpretamos las señales de mundos distantes, incluidas las que pueden insinuar vida. La publicación a continuación lo aborda:

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