Dos muestras encontradas en Marte han sido objeto de estudio sobre el origen de la materia orgánica marciana. El estudio presenta pruebas sólidas de una predicción realizada hace más de una década por investigadores de la University of Copenhagen que podría ser clave para comprender cómo se formaron por primera vez aquí en la Tierra las moléculas orgánicas, base de la vida.

Hace poco más de una década, un robot explorador de Marte descubrió por fin la respuesta a una pregunta acuciante. Ahora está claro que el planeta rojo tiene material orgánico enterrado en el sedimento de sus antiguos lechos lacustres.

Desde entonces, hemos seguido encontrando moléculas orgánicas en Marte distribuidas de una forma que sugiere que la química del carbono está muy extendida en nuestro pequeño vecino oxidado.

Esto no significa que hayamos encontrado señales de vida extraterrestre. Ni mucho menos; hay muchos procesos no biológicos que pueden producir moléculas orgánicas. Pero la procedencia exacta de este material ha sido un rompecabezas.

Ahora, un equipo de investigadores dirigido por el científico planetario Yuichiro Ueno, del Tokyo Institute of Technology, ha descubierto pruebas de su origen en la atmósfera, donde el dióxido de carbono bañado por la luz solar ultravioleta reaccionó para formar una niebla de moléculas de carbono que llovió sobre la superficie del planeta.

Aunque no es tan emocionante como la biología marciana, el descubrimiento podría ayudarnos a comprender cómo los ingredientes de la vida llegaron a nuestro planeta, la Tierra, hace miles de millones de años.

Amanecer en el cráter Gale de Marte, donde se encontró material orgánico. Crédito de imagen: NASA / JPL-Caltech / MSSS

Matthew Johnson, de la University of Copenhague, dijo en un comunicado:

“Estas moléculas complejas basadas en el carbono son el requisito previo de la vida, los componentes básicos de la vida.

Así que esto es un poco como el viejo debate sobre qué fue primero, el huevo o la gallina. Demostramos que el material orgánico hallado en Marte se ha formado mediante reacciones fotoquímicas atmosféricas, es decir, sin vida. Este es el ‘huevo’, un prerrequisito de la vida. Queda por demostrar si este material orgánico dio lugar o no a la vida en el planeta rojo”.

La idea de que la fotólisis -proceso por el que la luz rompe las moléculas- desempeña un papel en la química orgánica hallada en la superficie de Marte lleva tiempo rondando por ahí. Johnson y dos colegas publicaron un artículo sobre la hipótesis en 2013, basado en simulaciones, y posteriormente otros han investigado más a fondo.

Lo que necesitamos, sin embargo, son pruebas fehacientes de Marte que sean coherentes con los resultados de la simulación.

La fotólisis del CO2 produce monóxido de carbono y átomos de oxígeno. Pero hay dos isótopos, o masas, de carbono estable. El más común, con diferencia, es el carbono-12, que contiene seis protones y seis neutrones. El siguiente más pesado es el carbono-13, que contiene seis protones y siete neutrones.

La fotólisis es más rápida en el isótopo más ligero. Así pues, cuando la luz ultravioleta divide fotolíticamente la mezcla de dióxido de carbono C-12 y C-13 en la atmósfera, las moléculas que contienen C-12 se agotan más rápidamente, dejando tras de sí un notable “exceso” de dióxido de carbono C-13.

Este enriquecimiento atmosférico en carbono-13 ya había sido identificado hace unos años. Los investigadores analizaron un meteorito procedente de Marte que aterrizó en la Antártida y contenía minerales carbonatados que se formaron a partir del CO2 de la atmósfera marciana.

Monte Sharp en el centro del cráter Gale, donde el Curiosity Rover encontró material orgánico. Crédito de imagen: NASA / JPL-Caltech/MSSS

Johnson explica:

“La clave está en que la proporción de isótopos de carbono coincide exactamente con nuestras predicciones en las simulaciones químicas cuánticas, pero faltaba una pieza en el rompecabezas.

Nos faltaba el otro producto de este proceso químico para confirmar la teoría, y eso es lo que hemos obtenido ahora”.

Esa pieza que faltaba en el rompecabezas se encontró en los datos obtenidos por el rover Curiosity en el cráter Gale. En las muestras de minerales carbonatados encontradas en el suelo de Marte hay un agotamiento del carbono-13 que refleja perfectamente el enriquecimiento en carbono-13 hallado en el meteorito marciano.

Johnson afirma:

“No hay otra manera de explicar tanto el agotamiento del carbono-13 en el material orgánico como el enriquecimiento en el meteorito marciano, ambos relativos a la composición delCO2 volcánico emitido en Marte, que tiene una composición constante, similar a la de los volcanes de la Tierra, y sirve de referencia”.

Esto es una prueba sólida de que el material orgánico de carbono encontrado por Curiosity se formó a partir del monóxido de carbono producido por fotólisis, dicen los investigadores. Y esto nos da una pista sobre el origen del material orgánico en la Tierra.

Hace miles de millones de años, cuando el Sistema Solar no era más que un bebé, la Tierra, Venus y Marte tenían atmósferas muy similares, lo que sugiere que el mismo proceso ocurrió probablemente en nuestro planeta.

Desde entonces, los tres planetas han evolucionado por caminos muy diferentes, y Marte y Venus parecen bastante inhóspitos para la vida tal y como la conocemos en sus propias idiosincrasias. Pero el oxidado entorno desértico de Marte nos ha dado ahora una pista sobre nuestros propios orígenes.

Johnson afirma:

“Todavía no hemos encontrado en la Tierra este material que demuestre que el proceso tuvo lugar. Quizá porque la superficie terrestre está mucho más viva, geológica y literalmente, y por tanto cambia constantemente.

Pero es un gran paso que ahora lo hayamos encontrado en Marte, de una época en la que los dos planetas eran muy similares”.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Nature Geoscience.

[FT: science.ku.dk]

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Crédito imagen de portada: depositphotos.com