El rover Curiosity descubrió el conjunto más diverso de moléculas orgánicas jamás encontrado en Marte, incluidas siete que no se habían detectado en el planeta rojo.
Estos compuestos que contienen carbono son los mismos componentes básicos que permitieron que la vida surgiera en la Tierra.
Los resultados, publicados el martes en la revista Nature Communications, provienen de un experimento sin precedentes en Marte: el rover recogió una muestra de roca y la disolvió en una solución química para develar los secretos de su composición.
El equipo de investigación cree que las moléculas orgánicas identificadas en la roca se han conservado en Marte durante 3.500 millones de años, afirmó la Dra. Amy Williams, autora principal del estudio, profesora asociada de ciencias geológicas en la Universidad de Florida y científica de la misión Curiosity.
“Estos hallazgos son importantes porque confirman que la materia orgánica compleja de mayor tamaño se conserva en Marte durante periodos geológicos, a pesar del entorno de radiación extrema”, declaró Williams. “Esto respalda la búsqueda de entornos habitables en Marte, lo cual se define como un lugar donde la vida habría querido vivir si hubiera estado presente”.
El resultado complementa las detecciones previas de compuestos orgánicos realizadas por Curiosity y refuerza la idea de que Marte probablemente fue un planeta habitable hace miles de millones de años, en contraposición al desierto helado que es hoy.
“Para mí, la revelación de la misión no ha sido solo que Marte fuera habitable”, dijo Ashwin Vasavada, coautor del estudio y científico del proyecto Curiosity en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. “Es lo increíblemente habitable que era”.
El trascendental experimento de química húmeda no fue diseñado para determinar si las moléculas actúan como indicios de vida antigua en Marte, si fueron transportadas al planeta rojo por impactos de meteoritos o si el material orgánico fue simplemente el resultado de procesos geológicos.
No obstante, los hallazgos resaltan un punto de encuentro para muchos científicos planetarios. Para determinar definitivamente si alguna vez existió vida en Marte, es necesario devolver a la Tierra muestras de rocas.
La Mastcam de Curiosity capta este mosaico en 2019 de una región en el monte Sharp con muchas rocas que contienen arcilla.
El rover Curiosity aterrizó en el cráter Gale en Marte en 2012 con el objetivo de determinar si el planeta alguna vez fue habitable. Durante años, el rover ascendió una formación llamada monte Sharp dentro del cráter, con el objetivo de alcanzar capas ricas en arcilla que los orbitadores que rodeaban el planeta habían detectado.
Las capas de arcilla, que pueden preservar moléculas orgánicas, sugerían que el agua no solo estuvo presente en Marte en el pasado distante, sino que desapareció y reapareció en el lugar con el tiempo.
Curiosity tardó seis o siete años después del aterrizaje en alcanzar la capa de arcilla en la región de Glen Torridon del monte Sharp, pero la espera valió la pena, según Vasavada. El rover encontró evidencias de lutitas de lodo de antiguos lagos, así como arenisca donde el agua en movimiento alguna vez se filtró hacia los lagos.
Los miembros del amplio equipo del rover se reunieron para decidir el mejor lugar posible para que Curiosity perforara una muestra y la probara en busca de material orgánico. El rover solo tiene dos recipientes para análisis de química húmeda, por lo que los miembros del equipo querían que el experimento valiera la pena. Eligieron un sitio al que llamaron Mary Anning, en honor a la paleontóloga británica pionera del siglo XIX.
En 2020, Curiosity extrajo la muestra de arenisca con minerales de arcilla, la pulverizó y la colocó en el instrumento SAM (Análisis de Muestras en Marte), ubicado en la parte inferior del rover.
El SAM puede calentar las muestras en un pequeño horno y utilizar otros aparatos en su interior para detectar los gases liberados por los minerales al descomponerse debido al calor. Este instrumento se ha utilizado para realizar otros descubrimientos clave de química orgánica en Marte.
El rover depositó las muestras en un pequeño recipiente con hidróxido de tetrametilamonio (TMAH). La solución corrosiva puede descomponer moléculas grandes que serían difíciles de identificar y revelar moléculas que de otro modo serían invisibles, explicó Williams, de la Universidad de Florida.
El equipo logró identificar 21 moléculas que contienen carbono, incluido el heterociclo de nitrógeno recientemente detectado, un anillo de átomos de carbono que incluye nitrógeno; una estructura que sirve como precursora del ARN y el ADN, o ácidos nucleicos que codifican la información genética.
“Ese descubrimiento ha sido significativo porque estas estructuras pueden ser precursoras químicas de moléculas más complejas que contienen nitrógeno”, dijo Williams. “Los heterociclos de nitrógeno nunca se han encontrado antes en la superficie marciana ni se han confirmado en meteoritos marcianos”.
Los resultados también revelaron la presencia de benzotiofeno, una molécula que contiene carbono y azufre que suele encontrarse en meteoritos, los cuales podrían haber chocado con planetas como la Tierra en el pasado.
“La misma materia que cayó sobre Marte procedente de meteoritos es la que cayó sobre la Tierra, y probablemente proporcionó los componentes básicos para la vida tal como la conocemos en nuestro planeta”, concluyó Williams.
Parte del nuevo estudio también incluyó verificar los resultados de Curiosity con pruebas exhaustivas en laboratorios en la Tierra. Los investigadores expusieron un fragmento del meteorito de Murchison, que contiene moléculas orgánicas, al TMAH. Las moléculas más grandes del meteorito se descompusieron en otras similares a las detectadas en la muestra Mary Anning, incluido el benzotiofeno.
El meteorito de Murchison, descubierto en Australia en 1969, tiene más de 4.000 millones de años y contiene compuestos orgánicos.
En el último año, Curiosity también ha detectado las moléculas orgánicas más grandes jamás descubiertas en Marte, mientras que el rover Perseverance observó manchas de leopardo en rocas que la vida antigua podría haber producido. Las observaciones, combinadas con los nuevos resultados, están dibujando un retrato intrigante de cómo era Marte en un pasado remoto, dijo Vasavada.
“No soy químico orgánico, pero ver una diversidad de compuestos orgánicos significa que estás percibiendo algo así como la punta del iceberg de una diversidad mayor que existía en el pasado”, dijo.
El experimento también abre un camino para futuras misiones que pretendan llevar experimentos químicos similares para buscar compuestos orgánicos en nuestro sistema solar.
Tanto el rover ExoMars Rosalind Franklin de la Agencia Espacial Europea, que aterrizará en el planeta rojo para explorar una región diferente antes de que termine la década, como la misión Dragonfly de la NASA para estudiar Titán, la luna de Saturno, llevarán a bordo experimentos de química húmeda.
“Fue toda una hazaña descubrir cómo realizar este tipo de química por primera vez en Marte”, declaró Charles Malespin, coautor del estudio e investigador principal del SAM en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Pero ahora que hemos adquirido experiencia, estamos preparados para realizar experimentos similares en futuras misiones”.
El descubrimiento es una demostración clara de que las rocas sedimentarias en Marte pueden preservar evidencia del material orgánico que alguna vez estuvo en los entornos de la superficie del planeta hace miles de millones de años, dijo la doctora Briony Horgan, profesora de ciencias de la Tierra, atmosféricas y planetarias en la Universidad de Purdue en West Lafayette, Indiana. Horgan ha sido coinvestigadora y planificadora en el equipo de la misión del rover Perseverance, pero no participó en este estudio.
El descubrimiento demuestra claramente que las rocas sedimentarias de Marte pueden conservar evidencia de la materia orgánica que existió en la superficie del planeta hace miles de millones de años, afirmó la Dra. Briony Horgan, profesora de Ciencias de la Tierra, la Atmósfera y los Planetas en la Universidad Purdue, en West Lafayette, Indiana. Horgan fue coinvestigadora y planificadora del equipo de la misión del rover Perseverance, pero no participó en este estudio.
“Aunque todavía no podemos afirmar que estos compuestos orgánicos fueron producidos por la vida, estamos empezando a acumular los datos para responder a esa pregunta”, dijo Horgan. “No obstante, para responder por completo a la pregunta de si estos compuestos orgánicos indican vida en el Marte antiguo, tendremos que traer muestras de vuelta desde Marte para estudiarlas en nuestros laboratorios en la Tierra. Devolver las muestras de Perseverance desde Marte sigue siendo la máxima prioridad de la comunidad planetaria”.
En enero, el Congreso canceló un ambicioso, pero costoso plan de la NASA y la ESA para traer de vuelta a la Tierra las muestras recolectadas por el Perseverance. Sin embargo, los científicos insisten en que este es el paso más crucial para responder a una de las mayores incógnitas cósmicas que aún enfrenta la humanidad: ¿ha existido vida más allá de la Tierra?
Vasavada, quien ha sido testigo del enfoque metódico de la NASA para buscar pruebas de agua antigua y de habitabilidad pasada en Marte, cree que devolver las muestras es la única forma de completar esta búsqueda de respuestas que lleva décadas en curso.
“Este programa que empezó en 2000 terminó con un experimento definitivo para averiguar si alguna vez existió vida”, dijo Vasavada, en referencia a la propuesta de devolver las muestras a la Tierra. “Quiero que la historia termine”.
