Curiosity encontró nitratos en Marte
El hallazgo, en 14 rocas del cráter Gale; en los sedimentos más antiguos hay altas concentraciones de esas especies de nitrógeno
Reconstruir la atmósfera pasada de Marte y encontrar elementos como el nitrógeno, esenciales para la vida como la conocemos en la Tierra, es posible mediante la integración de consorcios internacionales de investigación, en los que conviven la multidisciplina y la cooperación, coincidieron expertos reunidos en la UNAM.
En conferencia de medios conjunta, en la Sala de Consejo de la Coordinación de la Investigación Científica, especialistas de la Universidad Nacional y de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA, por sus siglas en inglés) presentaron los más recientes resultados del robot Curiosity, que pisa el suelo marciano desde 2012.
“La Universidad Nacional realiza investigación de vanguardia, genera conocimiento y forma capital humano en todas las áreas, incluido el espacio y las ciencias planetarias”, informó William Lee Alardín, coordinador de la Investigación Científica.
“El estudio –en el que también participa el Centro de Estudios Espaciales de Francia (CNES, por sus siglas en francés)–tiene que ver con la evolución de la química atmosférica en Marte, la reconstrucción de la historia de la atmósfera marciana y lo que ello puede implicar para la generación y la emergencia de la vida en otro planeta”, resumió Lee.
En la base del cráter Gale de Marte, en donde hubo un lago hace unos tres mil 500 millones de años, el vehículo explorador Curiosity de la NASA encontró nitratos, formas de nitrógeno esenciales para la vida y la habitabilidad como la conocemos en nuestro planeta, pues a partir de ellos se forman moléculas como proteínas y ADN.
Rafael Navarro González, investigador del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) y uno de los científicos más reconocidos de México, encabezó el trabajo junto con 29 expertos internacionales que reconstruyeron con estos datos la historia del nitrógeno en el pasado del planeta rojo.
Analizaron 14 rocas y encontraron que en los sedimentos lacustres más antiguos se presentan las aglomeraciones más altas de nitratos, mientras que en los más recientes hay una menor cantidad. “Creemos que las concentraciones de nitratos disminuyeron debido a un cambio en la química atmosférica”, explicó Navarro, coinvestigador del vehículo robótico Curiosity de la NASA desde la concepción del proyecto.
Ese cambio pudo haber traído consecuencias drásticas para la vida marciana, si alguna vez existió, como la adquisición de la habilidad de transformar el nitrógeno atmosférico en sus propios nutrientes nitrogenados o generar una crisis de nitrógeno que condujera a la extinción.
“En los estratos más antiguos hay mayor cantidad de nitrógeno, que era útil para que se pudieran alimentar las comunidades microbianas que hubo en el lago del cráter Gale; pero conforme transcurrió el tiempo, ese nitrógeno, que era aportado por las colisiones de asteroides, empezó a disminuir afectando el suministro para esos organismos”, expuso Navarro.
“Eso pudo ser catastrófico para los seres microbianos, pues al no haber nitrógeno disponible quizá murieron, o tuvieron
que adaptarse desarrollando mecanismos para convertir el nitrógeno de la atmósfera en sus propios nutrientes, como ocurrió en la Tierra. La fijación biológica del nitrógeno surgió en nuestro planeta por una crisis de nitrógeno, resultado de un cambio de la química atmosférica al desaparecer el dióxido de carbono,” comentó.
Estos resultados se encuentran en un artículo publicado en el último número de la revista Journal of Geophysical Research, de la sección Planetas, del cual Navarro es primer autor de un grupo de 29 científicos de diferentes países como México, Estados Unidos (de cuatro centros de la NASA), Francia, España y Suecia.
Análisis de SAM
Curiosity lleva a bordo el equipo químico SAM (por las siglas en inglés de Sistema de Análisis de Muestras de Marte), en cuyo diseño colaboró Navarro.
El proyecto de la sonda Curiosity, y particularmente el instrumento SAM, en el que el universitario participa de manera muy destacada, es uno de los proyectos bandera del Instituto de Ciencias Nucleares desde hace unos 20 años”, subrayó Miguel Alcubierre Moya, director de esa entidad académica.
“El vehículo robótico ha colectado rocas desde la base del cráter Gale en capas ubicadas aproximadamente a cada 40 metros de altura durante su ascenso a la montaña Sharp, en un recorrido de casi 12 kilómetros. Perfora una roca pulverizándola e introduce su polvo en los hornos del instrumento SAM, donde se calientan y se liberan los gases de los componentes que están en las rocas”, indicó Navarro, quien con el estudio de estos materiales ha podido descifrar información acerca de la química que tuvo Marte en el pasado.
Aunque es fundamental para la vida, no podemos usar el nitrógeno que está en la atmósfera. “Solamente algunas bacterias lo pueden utilizar, y los organismos más sencillos requieren formas que conocemos como fijadas o reactivas de nitrógeno, como los nitratos”, ahondó.
La propuesta de los científicos señala que los volcanes emitían grandes cantidades de hidrógeno (un gas de efecto invernadero), que podía mantener la temperatura superficial de Marte cercana a los cero grados Celsius.
“En mi laboratorio del ICN investigué cómo la presencia del hidrógeno en la atmósfera de Marte pudo contribuir en la oxidación del nitrógeno atmosférico ocasionado por los impactos de asteroides, descubriendo que su presencia aumenta la oxidación de los compuestos nitrogenados en el planeta rojo. Esto no es lógico, pues el hidrógeno conduce a un ambiente deficiente de oxígeno, mientras que la formación de nitratos requiere de su presencia”, detalló.
Implicaciones actuales
“Si hubiera seres vivos en Marte, estarían en el subsuelo y dependerían de los nitratos generados en la atmósfera por impactos de asteroides. En este escenario, la cantidad que llegaría a ellos en la actualidad es mínima, estarían restringidos a niveles muy bajos de nitrógeno. Sin embargo, si los organismos en Marte desarrollaron la habilidad para utilizar el nitrógeno atmosférico, no estarían limitados al suministro natural de nitratos”, remarcó Navarro.
La adquisición de esta ruta metabólica les hubiera permitido subsistir hasta la actualidad, sin depender de la producción abiótica de nitratos, quedando limitados a la existencia de agua líquida.
Por lo pronto, por primera vez se tiene un análisis estratigráfico de la concentración de nitratos en rocas lacustres del lago del cráter Gale, que da información de la evolución de nitrógeno en Marte, concluyó.
En la conferencia de prensa participó también Patrice Coll, del Laboratorio de Sistemas Atmosféricos del Centro Nacional para la Investigación Científica en Francia, y de la Universidad de París, con apoyo del CNES, quien celebró la cooperación con el equipo mexicano de Rafael Navarro González.
Mediante videoconferencia, colaboraron también Paul Mahaffy, director del SAM y de la División de Exploración del Sistema Solar, y Jennifer Stern y Christopher McKay, de la NASA.
Aspecto del experimento realizado por Rafael Navarro González y sus colaboradores con el instrumento SAM (siglas en inglés de Sistema de Análisis de Muestras de Marte), mediante el cual han simulado los impactos de asteroides en el ambiente marciano primitivo.
El matraz (centro) contiene una composición de dióxido de carbono, nitrógeno y gases de hidrógeno. Un láser infrarrojo de alta intensidad se enfoca en el matraz desde una lente (izquierda) para simular las ondas de choque de alta energía producidas por los asteroides que entran en la atmósfera marciana. Luego, el gas se evacua del matraz y se analiza para determinar la composición y los niveles de fijación de nitrógeno.