Entornos análogos a la habitabilidad de Marte en la Tierra
Los entornos análogos a la habitabilidad de Marte en la Tierra son entornos que comparten condiciones astrobiológicas potencialmente relevantes con Marte. Estos incluyen sitios que son análogos de hábitats potenciales del subsuelo y hábitats del subsuelo profundo. [1]
Algunos lugares de la Tierra, como el núcleo hiperárido del alto desierto de Atacama y los valles secos de McMurdo en la Antártida, se aproximan a la sequedad de las condiciones actuales de la superficie de Marte. En algunas partes de la Antártida, la única agua disponible está en películas de salmuera sobre las interfaces sal/hielo. Hay vida allí, pero es rara, en pequeñas cantidades y a menudo oculta debajo de la superficie de las rocas (endolitos), lo que hace que la vida sea difícil de detectar. De hecho, estos sitios se utilizan para probar la sensibilidad de los instrumentos de detección de vida futura para Marte, lo que promueve el estudio de la astrobiología , por ejemplo, como un lugar para probar la capacidad de los microbios para sobrevivir en Marte y como una forma de estudiar cómo se las arregla la vida en la Tierra. en condiciones que se asemejan a las condiciones de Marte.
Otros análogos duplican algunas de las condiciones que pueden ocurrir en lugares particulares de Marte. Entre ellas se incluyen las cuevas de hielo, las fumarolas heladas del monte Erebus , las aguas termales o los depósitos minerales ricos en azufre de la región de Río Tinto en España. Otros análogos incluyen regiones de permafrost profundo y regiones alpinas altas con plantas y microbios adaptados a la aridez, el frío y la radiación ultravioleta con similitudes a las condiciones de Marte. [1] [2]
Precisión de análogos.
Las condiciones de la superficie de Marte no se reproducen en ningún lugar de la Tierra, por lo que los análogos de la superficie terrestre de Marte son necesariamente análogos parciales. Las simulaciones de laboratorio muestran que cuando se combinan múltiples factores letales, las tasas de supervivencia caen rápidamente. [3] Aún no se han publicado simulaciones completas de Marte que incluyan todos los factores biocidas combinados. [3]
Radiación ionizante . El rover Curiosity midió niveles en Marte similares a los del interior de la Estación Espacial Internacional (ISS), que son mucho más altos que los niveles de la superficie de la Tierra. [4] [5]
Atmósfera . La atmósfera marciana es casi un vacío, mientras que la de la Tierra no lo es. A través de la resistencia a la desecación, algunas formas de vida pueden resistir el vacío del espacio en estado latente. [5] [6] [7] [8] [9]
Niveles de rayos ultravioleta . Los niveles de radiación ultravioleta en Marte son mucho más altos que en la Tierra. Los experimentos demuestran que una fina capa de polvo es suficiente para proteger a los microorganismos de la radiación ultravioleta. [6]
Superficie oxidante . Marte tiene una capa superficial que es altamente oxidante (tóxica) porque contiene sales como percloratos , cloratos, cloritos y sulfatos que están omnipresentes en el suelo y el polvo, [10] [11] y peróxido de hidrógeno en toda la atmósfera. [12] La Tierra tiene algunas áreas que son altamente oxidantes, como los lagos de soda , y aunque no son análogos directos, tienen condiciones que pueden duplicarse en finas películas de salmuera en Marte.
Temperatura . En ningún lugar de la Tierra se reproducen los cambios extremos de temperatura que ocurren en un solo día en Marte.
Hielo seco . La superficie de Marte está compuesta en muchas zonas de hielo seco (hielo de CO 2 ). Incluso en las regiones ecuatoriales, el hielo seco mezclado con agua forma heladas durante unos 100 días al año. En la Tierra, aunque las temperaturas en la Tierra se enfrían lo suficiente brevemente como para que se forme hielo seco en el interior de la Antártida a grandes altitudes, la presión parcial del dióxido de carbono en la atmósfera terrestre es demasiado baja para que se forme hielo seco porque la temperatura de deposición del hielo seco en la Tierra bajo 1 bar de presión es de -140 °C (-220 °F) [13] y la temperatura más baja registrada en la Antártida es de -94,7 °C (-138,5 °F), registrada en 2010 por satélite. [14]
Estos análogos parciales son útiles, por ejemplo, para: [2]
Probando equipos de detección de vida que algún día podrían enviarse a Marte
Estudio de las condiciones para la preservación de vidas pasadas en Marte ( biofirmas )
Estudian adaptaciones a condiciones similares a las que pueden darse en Marte
Como fuente de microbios, líquenes, etc. que pueden estudiarse ya que pueden presentar resistencia a algunas condiciones presentes en Marte.
desierto de Atacama
La meseta del desierto de Atacama se encuentra a una altitud de 3.000 metros y se encuentra entre el Pacífico y la Cordillera de los Andes. Sus características similares a las de Marte incluyen
Condiciones hiperáridas
Frío en comparación con la mayoría de los desiertos áridos debido a la altitud.
Altos niveles de luz ultravioleta (debido a que está relativamente despejado, también la mayor altitud significa menos aire para filtrar los rayos ultravioleta, y la capa de ozono es algo más delgada sobre los sitios en el hemisferio sur que sobre los sitios correspondientes en el hemisferio norte [15] [ dieciséis] )
Cuencas de sal, que también incluyen percloratos, lo que las convierte en los análogos más cercanos a las sales marcianas en la Tierra. [1]
zona de yungay
desierto de Atacama
Desierto de Atacama (América del Sur)
El área de Yungay en el centro del desierto de Atacama solía ser considerada la zona más seca de la Tierra durante más de una década, hasta que en 2015 se descubrió que el sur de María Elena es más seco. [17] [18] Puede pasar siglos sin precipitaciones, y algunas partes han sido hiperáridas durante 150 millones de años. Las regiones más antiguas de esta zona tienen sales que se encuentran entre los análogos más cercanos de las sales de Marte porque estas regiones tienen depósitos de nitrato que contienen no sólo los cloruros habituales, sino también sulfatos, cloratos , cromatos, yodatos y percloratos. [19] Los espectros infrarrojos son similares a los espectros de las regiones brillantes del suelo de Marte. [1]
El área de Yungay se ha utilizado para probar instrumentos destinados a futuras misiones de detección de vida en Marte, como los instrumentos Sample Analysis at Mars para Curiosity , el Mars Organic Analyzer para ExoMars y Solid3 para Icebreaker Life , que en 2011, en una prueba de sus capacidades, pudo encontrar un nuevo "oasis microbiano" para la vida a dos metros bajo la superficie del desierto de Atacama. [19] [20] [21] Es el sitio de pruebas actual para el proyecto Atacama Rover Astrobiology Drilling Studies (ARADS) para mejorar la tecnología y las estrategias para la detección de vida en Marte. [22] [23]
En esta región también se han repetido con éxito los experimentos realizados en Marte. En 2003, un grupo dirigido por Chris McKay repitió los experimentos del Viking Lander en esta región y obtuvo los mismos resultados que los del Viking Lander en Marte: descomposición de la materia orgánica mediante procesos no biológicos. Las muestras tenían oligoelementos orgánicos, no se recuperó ADN y niveles extremadamente bajos de bacterias cultivables. [24] Esto llevó a un mayor interés en el sitio como análogo de Marte. [25]
Aunque casi no existe vida, incluida vida vegetal o animal, en esta área, [1] el área de Yungay sí tiene algo de vida microbiana, incluidas cianobacterias, tanto en pilares de sal, como una capa verde debajo de la superficie de las rocas, y debajo de rocas translúcidas. como el cuarzo. [25] [26] [27] Las cianobacterias en los pilares de sal tienen la capacidad de aprovechar la humedad del aire con humedades relativas bajas. Comienzan a realizar la fotosíntesis cuando la humedad relativa se eleva por encima de la humedad relativa de delicuescencia de la sal, al 75%, presumiblemente haciendo uso de la delicuescencia de las sales. [26] Los investigadores también han descubierto que las cianobacterias en estos pilares de sal pueden realizar la fotosíntesis cuando la humedad relativa externa está muy por debajo de este nivel, aprovechando los microporos en los pilares de sal que elevan la humedad relativa interna por encima de los niveles externos. [28] [29]
María Elena Sur
Este sitio es incluso más seco que el área de Yungay. Se encontró mediante una búsqueda sistemática de regiones más secas que Yungay en el desierto de Atacama, utilizando registradores de datos de humedad relativa instalados entre 2008 y 2012, y los resultados se publicaron en 2015. [17] La humedad relativa es la misma que la humedad relativa más baja medido por el rover Curiosity . [18]
Un artículo de 2015 informó [17] una humedad relativa atmosférica promedio del 17,3% y una humedad relativa del suelo constante del 14% a una profundidad de 1 metro, lo que corresponde a la humedad más baja medida por el rover Curiosity en Marte. La humedad relativa máxima atmosférica de esta región es del 54,7% en comparación con el 86,8% de la región de Yungay.
En esta región también se encontraron los siguientes organismos vivos:
No hubo disminución en el número de especies a medida que la profundidad del suelo aumentó hasta una profundidad de un metro, aunque diferentes microbios habitaban en diferentes profundidades del suelo. No hubo colonización de yeso, lo que demuestra la extrema sequedad del sitio.
No se detectaron arqueas en esta región utilizando los mismos métodos que detectaron arqueas en otras regiones del desierto de Atacama. Los investigadores dijeron que si esto se confirma en estudios de sitios igualmente secos, podría significar que "puede haber un límite seco para este dominio de vida en la Tierra". [17]
Valles secos de McMurdo en la Antártida
Valles secos de McMurdo
Valles Secos de McMurdo (Antártida)
Los investigadores exploran sitios de campo en el Beacon Valley de la Antártida, uno de los valles secos de McMurdo , y es uno de los lugares de la Tierra más parecidos a Marte en términos de frío y sequedad.
Estos valles se encuentran en el borde de la meseta antártica. Se mantienen libres de hielo y nieve gracias a los rápidos vientos catabáticos que soplan desde la meseta hacia los valles. Como resultado, se encuentran entre las zonas más frías y secas del mundo.
La región central de Beacon Valley se considera uno de los mejores análogos terrestres de las condiciones actuales en Marte. Hay ventisqueros y un derretimiento limitado alrededor de los bordes y ocasionalmente en la región central, pero en su mayor parte, la humedad solo se encuentra en forma de finas películas de salmuera alrededor de las estructuras de permafrost . Tiene un suelo rico en sal ligeramente alcalino. [30] [31]
Estanque Don Juan
El Estanque Don Juan es un pequeño estanque de la Antártida, de 100 metros por 300 metros y 10 cm de profundidad, que resulta de gran interés para estudiar los límites de la habitabilidad en general. La investigación realizada con una cámara de lapso de tiempo muestra que se alimenta en parte de sales delicuescentes. Las sales absorben agua únicamente por delicuescencia, en momentos de alta humedad, y luego fluyen pendiente abajo en forma de salmueras saladas . Luego se mezclan con la nieve derretida, que alimenta el lago. La primera parte de este proceso puede estar relacionada con los procesos que forman las Recurring Slope Lineae (RSL) en Marte. [32] [33]
Este valle tiene una actividad de agua excepcionalmente baja ( a w ) de 0,3 a 0,6. Aunque se han recuperado microbios de él, no se ha demostrado que puedan reproducirse en las condiciones saladas presentes en el lago, y es posible que solo hayan llegado allí al ser arrastrados por las raras ocasiones en que la nieve se derrite alimentando el lago. .
Caídas de sangre
Blood Falls se filtra desde el final del glaciar Taylor hasta el lago Bonney. La tienda de la izquierda proporciona una sensación de escala.
Una sección transversal esquemática de Blood Falls que muestra cómo las comunidades microbianas subglaciales han sobrevivido en el frío, la oscuridad y la ausencia de oxígeno durante un millón de años en agua salada debajo del glaciar Taylor .
Este flujo inusual de agua derretida desde debajo del glaciar brinda a los científicos acceso a un entorno que de otro modo sólo podrían explorar mediante perforaciones (lo que también correría el riesgo de contaminarlo). La fuente de agua de deshielo es un charco subglacial de tamaño desconocido que a veces se desborda. El análisis biogeoquímico muestra que el agua es de origen marino originalmente. Una hipótesis es que el origen pueden ser los restos de un antiguo fiordo que ocupó el valle de Taylor en el período terciario . El hierro ferroso disuelto en el agua se oxida a medida que el agua llega a la superficie, volviéndola roja. [34]
Sus bacterias autótrofas metabolizan los iones sulfato y férrico . [35] [36] Según la geomicrobióloga Jill Mikucki de la Universidad de Tennessee , las muestras de agua de Blood Falls contenían al menos 17 tipos diferentes de microbios y casi nada de oxígeno. [35] Una explicación puede ser que los microbios usan sulfato como catalizador para respirar con iones férricos y metabolizar los niveles traza de materia orgánica atrapada con ellos. Un proceso metabólico de este tipo nunca antes se había observado en la naturaleza. [35] Este proceso es de importancia astrobiológica como análogo para los ambientes debajo de los glaciares en Marte , si hay agua líquida allí, por ejemplo a través del derretimiento hidrotermal (aunque todavía no se ha descubierto ninguno). [37] [38] Este proceso también es análogo al criovulcanismo en lunas heladas como Encelado .
Los ambientes subglaciales en la Antártida necesitan protocolos de protección similares a los de las misiones interplanetarias.
"7. En los protocolos de exploración también se debería suponer que los medios acuáticos subglaciales contienen organismos vivos, y se deberían adoptar precauciones para impedir cualquier alteración permanente de la biología (incluida la introducción de especies exóticas) o de las propiedades del hábitat de esos medios.
28. Fluidos y equipo de perforación que ingresarán al ambiente acuático subglacial deben limpiarse en la medida de lo posible y se deben mantener registros de las pruebas de esterilidad (por ejemplo, recuentos bacterianos mediante microscopía de fluorescencia en el sitio de perforación). Como guía provisional para la limpieza general, estos objetos no deben contener. más microbios de los que están presentes en un volumen equivalente de hielo que se está perforando para llegar al ambiente subglacial. Esta norma debería reevaluarse cuando se disponga de nuevos datos sobre las poblaciones de microbios acuáticos subglaciales". [39]
Blood Falls se utilizó como objetivo para probar IceMole en noviembre de 2014. Este objetivo lo está desarrollando un equipo de la FH Aachen en Alemania en relación con el proyecto Enceladus Explorer (EnEx) . La prueba arrojó una muestra subglacial limpia del canal de salida de Blood Falls. [40] Ice Mole navega a través del hielo derritiéndolo, también usando un tornillo impulsor para hielo y usando fusión diferencial para navegar y evitar peligros. Está diseñado para que la navegación autónoma evite obstáculos como cavidades y meteoritos incrustados, por lo que puede desplegarse de forma remota en Encladus. No utiliza fluidos de perforación y puede esterilizarse para adaptarse a los requisitos de protección planetaria , así como a los requisitos de exploración subglacial. La sonda se esterilizó según estos protocolos utilizando peróxido de hidrógeno y esterilización UV. Además, sólo la punta de la sonda toma muestras del agua líquida directamente. [34] [41]
David Rubin del Centro de Ciencias Marinas y Costeras del Pacífico del USGS en la Cuenca Qaidam
A 4.500 metros (14.800 pies), la cuenca Qaidam es la meseta con la elevación promedio más alta de la Tierra. La presión atmosférica es del 50% al 60% de la presión a nivel del mar y, como resultado de la delgada atmósfera, tiene altos niveles de radiación ultravioleta y grandes cambios de temperatura entre el día y la noche. Además, los Himalayas al sur bloquean el aire húmedo de la India, volviéndola hiperárida.
En las playas más antiguas (Da Langtang) al noroeste de la meseta, las sales evaporadas son sulfatos de magnesio (los sulfatos son comunes en Marte). Esto, combinado con las condiciones de frío y sequedad, lo convierte en un análogo interesante de las sales marcianas y el regolito salado. Una expedición encontró ocho cepas de Haloarchaea habitando las sales, similares a algunas especies de Virgibacillus , Oceanobacillus , Halobacillus y Ter-ribacillus . [42]
desierto de Mojave
Mapa del desierto de Mojave
El desierto de Mojave es un desierto dentro de los Estados Unidos que se utiliza a menudo para probar vehículos exploradores de Marte. [43] También tiene análogos biológicos útiles para Marte.
Algunas condiciones áridas y procesos químicos son similares a los de Marte. [2]
Rocas carbonatadas con recubrimientos de óxido de hierro similares a Marte: nicho para microbios dentro y debajo de las rocas, protegidos del sol por el recubrimiento de óxido de hierro; si los microbios existieran o existieran en Marte, podrían estar protegidos de manera similar por el recubrimiento de óxido de hierro de las rocas allí. [45]
Otros postres analógicos
Desierto de Namib : el desierto más antiguo, vida con agua limitada y altas temperaturas, grandes dunas y características de viento [2]
Sitios del Centro Ibn Battuta, Marruecos: varios sitios en el desierto del Sahara que son análogos de algunas de las condiciones del Marte actual y se utilizan para pruebas de los vehículos exploradores de la ESA y estudios astrobiológicos. [2] [46]
Dos sitios de especial interés: Color Peak y Gypsum Hill, dos conjuntos de manantiales salinos fríos en la isla Axel Heiberg que fluyen con temperatura y caudal casi constantes durante todo el año. Las temperaturas del aire son comparables a las de los valles secos de McMurdo, oscilando entre -15 °C y -20 °C (para los valles secos de McMurdo, entre -15 °C y -40 °C). La isla es una zona de espeso permafrost con escasas precipitaciones, lo que da lugar a condiciones desérticas. El agua de los manantiales tiene una temperatura de entre -4 °C y 7 °C. Una variedad de minerales precipitan de los manantiales, incluido el yeso, y en Color Peak cristales del mineral metaestable ikaita ( CaCO 3· 6H 2O ) que se descompone rápidamente cuando se retira del agua helada. [47]
"En estos sitios, el permafrost, las gélidas temperaturas invernales y las condiciones atmosféricas áridas se aproximan a las condiciones actuales y pasadas de Marte. La mineralogía de los tres manantiales está dominada por la halita (NaCl), la calcita ( CaCO 3), yeso ( CaSO 4·2 H 2 O ), tenardita ( Na 2ENTONCES 4), mirabilita ( Na 2ENTONCES 4· 10H 2O ), y azufre elemental (S°). [48]
Algunos de los extremófilos de estos dos sitios han sido cultivados en un ambiente marciano simulado, y se cree que pueden sobrevivir en un manantial salino frío marciano, si existe. [49]
Color Lago Fen
Este es otro hábitat análogo a Marte en la isla Axel Heiberg, cerca de Color Peak y Gypsum Hill. El suelo congelado y el permafrost albergan muchas comunidades microbianas que toleran condiciones anóxicas, ácidas, salinas y frías. La mayoría está en modo de supervivencia en lugar de formación de colonias. Color Lake Fen es un buen análogo terrestre de las salmueras ácidas y salinas que alguna vez existieron en la región de Meridani Planum de Marte y que posiblemente todavía existan en la superficie marciana. Algunos de los microbios que se encuentran allí son capaces de sobrevivir en condiciones similares a las de Marte. [1]
"Un estudio del suelo marciano en la región de Meridiani Planum encontró minerales indicativos de salmueras ácidas y salinas. Por lo tanto, es posible que alguna vez hayan existido hábitats ácidos de criosol/permafrost y que tal vez todavía existan en la superficie marciana. Este sitio comprende un análogo terrestre de estos entornos y alberga microbios. capaz de sobrevivir en estas condiciones similares a las de Marte" [1]
Rio Tinto es el mayor depósito de sulfuros conocido en el mundo, y está situado en la Faja Pirítica Ibérica . [50] (IPB).
Riotintoagua
Se cree que muchos de los extremófilos que viven en estos depósitos sobreviven independientemente del Sol. Esta zona es rica en minerales de hierro y azufre como
hematita ( Fe 2oh 3) que es común en el área Meridiani Planum de Marte explorada por el rover Opportunity y que se cree que son signos de antiguas fuentes termales en Marte.
Jarosita, sobre cuarzo
jarosita ( KFe3+ 3(OH) 6( ENTONCES 4) 2), descubierto en Marte por Opportunity y en la Tierra, se forma en el drenaje ácido de las minas , durante la oxidación de minerales de sulfuro y durante la alteración de rocas volcánicas por fluidos ácidos ricos en azufre cerca de respiraderos volcánicos. [51]
Suelos de permafrost
Gran parte del agua de Marte está permanentemente congelada, mezclada con las rocas. Así pues, los permafrosts terrestres son un buen análogo. Y algunas de las especies de Carnobacterium aisladas de los permafrosts tienen la capacidad de sobrevivir en condiciones de bajas presiones atmosféricas, bajas temperaturas y CO. 2Dominaba la atmósfera anóxica de Marte. [52]
cuevas de hielo
En Marte pueden existir cuevas de hielo, o hielo conservado bajo la superficie en sistemas de cuevas protegidos de las condiciones de la superficie. [53] Las cuevas de hielo cerca de la cumbre del Monte Erebus en la Antártida, están asociadas con fumarolas en ambientes alpinos polares privados de materia orgánica y con circulación hidrotermal oxigenada en roca huésped altamente reductora. [54] [55]
Sistemas de cuevas
Las minas en la Tierra dan acceso a ambientes subterráneos profundos que resultan estar habitados, y es posible que existan cuevas profundas en Marte, aunque sin los beneficios de una atmósfera. [56]
Tubos de lava basáltica
Las únicas cuevas encontradas hasta ahora en Marte son tubos de lava . Estos están aislados hasta cierto punto de las condiciones de la superficie y pueden retener hielo también cuando no queda nada en la superficie, y pueden tener acceso a sustancias químicas como el hidrógeno de la serpentización para alimentar la vida quimiosintética. Los tubos de lava en la Tierra tienen alfombras microbianas y depósitos minerales habitados por microbios. Estos se están estudiando para ayudar a identificar vida en Marte, si alguno de los tubos de lava está habitado. [57] [58]
La primera de las cuevas terrestres de azufre que se investigará como un análogo marciano de los ecosistemas basados en azufre que posiblemente podrían existir bajo tierra también en Marte. [59] En la Tierra, estos se forman cuando el sulfuro de hidrógeno de debajo de la cueva se encuentra con la zona oxigenada de la superficie. Al hacerlo, se forma ácido sulfúrico y los microbios aceleran el proceso. [60]
La gran abundancia de azufre en Marte, combinada con la presencia de hielo y la detección de rastros de metano, sugieren la posibilidad de que existan cuevas de azufre como esta debajo de la superficie de Marte. [61]
Los Snottites en la cueva de azufre tóxico Cueva de Villa Luz prosperan con gas de sulfuro de hidrógeno y, aunque algunos son aerobios (aunque solo necesitan bajos niveles de oxígeno), algunas de estas especies (por ejemplo, Acidianus ), como las que viven alrededor de respiraderos hidrotermales, son capaces de sobrevivir independientemente de una fuente de oxígeno. Por lo tanto, las cuevas pueden dar una idea de los sistemas térmicos del subsuelo de Marte, donde podrían existir cuevas similares a la Cueva de Villa Luz. [62]
Se cree que Movile Cave estuvo aislada de la atmósfera y la luz solar durante 5,5 millones de años. [56]
Atmósfera rica en H 2S y CO 2con 1% - 2% CH 4(metano)
Tiene algo de oxígeno, 7-10% O 2en la atmósfera de la cueva, en comparación con el 21% O 2en el aire
Los microbios dependen principalmente de la oxidación de sulfuros y metano.
Tiene 33 vertebrados y una amplia gama de microbios autóctonos.
Lagos de sulfato de magnesio
Lago manchado en Columbia Británica, Canadá. Sus concentraciones de sulfato se encuentran entre las más altas del mundo. Cada verano, el agua se evaporaba para formar este patrón de charcos de salmuera interconectados y separados por costras de sal.Cristales de Meridianiita , fórmula Sulfato de magnesio 11 hidrato MgSO 4· 11H 2O. La evidencia de mediciones orbitales muestra que esta es la fase del sulfato de magnesio que estaría en equilibrio con el hielo en las regiones polares y subpolares marcianas [63]. También ocurre en la Tierra, por ejemplo en el Lago Vasco 2 en Columbia Occidental, que puede dar un análogo para los hábitats de Marte.
Vugs en Marte que pueden ser huecos dejados por la Meridianiita cuando se disolvió o se deshidrató
Opportunity encontró evidencia de sulfatos de magnesio en Marte (una forma es la epsomita o "sales de Epsom"), en 2004. [64] El rover Curiosity ha detectado sulfatos de calcio en Marte. [65] Los mapas orbitales también sugieren que los sulfatos hidratados pueden ser comunes en Marte. Las observaciones orbitales son consistentes con sulfato de hierro o una mezcla de sulfato de calcio y magnesio. [66]
El sulfato de magnesio es un componente probable de las salmueras frías de Marte, especialmente debido a la disponibilidad limitada de hielo subterráneo. Los lagos terrestres de sulfato de magnesio tienen propiedades químicas y físicas similares. También tienen una amplia gama de organismos halófilos, en los tres reinos de la vida (Archaea, Bacteria y Eukaryota), en la superficie y cerca del subsuelo. [67] Con la abundancia de algas y bacterias, en condiciones alcalinas hipersalinas, son de interés astrobiológico para la vida pasada y presente en Marte.
Estos lagos son más comunes en el oeste de Canadá y en la parte norte del estado de Washington, EE. UU. Uno de los ejemplos es el lago Vasco 2 en el oeste de Canadá, que está altamente concentrado en sulfato de magnesio. En verano deposita epsomita ("sales de Epsom"). En invierno deposita meridianita . Debe su nombre a Meridiani Planum , donde el rover Opportunity encontró moldes de cristal en depósitos de sulfato ( Vugs ), que se cree que son restos de este mineral que desde entonces han sido disueltos o deshidratados. Se forma preferentemente a temperaturas bajo cero y sólo es estable por debajo de 2 °C, [68] mientras que la Epsomita ( MgSO 4·7 horas 2O ) se ve favorecido a temperaturas más altas. [69] [70]
Otro ejemplo es Spotted Lake , que muestra una amplia variedad de minerales, la mayoría sulfatos, con sodio, magnesio y calcio como cationes.
"Los minerales dominantes incluían bloedita Na 2Mg( SO 4) 2· 4H 2Oh , konyaite Na 2Mg( SO 4) 2· 5H 2O , epsomita MgSO 4·7 horas 2O y yeso CaSO 4· 2H 2O , con menores eugsterita, picromerita, singenita, halita y silvita", [71]
Algunos de los microbios aislados han podido sobrevivir a las altas concentraciones de sulfatos de magnesio que se encuentran en los suelos marcianos, también a las bajas temperaturas que se pueden encontrar en Marte. [72] [73] [74]
Los sulfatos (por ejemplo de sodio, magnesio y calcio) también son comunes en otros evaporados continentales (como los salares del desierto de Atacama), a diferencia de los lechos de sal asociados con depósitos marinos que tienden a consistir principalmente en halitas (cloruros). [75]
Lagos subglaciales
Perforación del lago Vostok 2011
Los lagos subglaciales como el lago Vostok pueden ofrecer hábitats análogos a los hábitats de Marte debajo de las capas de hielo. Los lagos subglaciales se mantienen líquidos en parte gracias a la presión de la profundidad del hielo, pero eso contribuye sólo con unos pocos grados de aumento de temperatura. El principal efecto que los mantiene líquidos es el aislamiento del hielo que bloquea la fuga de calor desde el interior de la Tierra, similar al efecto aislante de las capas profundas de roca. En cuanto a las capas de roca profundas, no requieren calentamiento geotérmico adicional por debajo de cierta profundidad.
En el caso de Marte, la profundidad necesaria para el derretimiento geotérmico del área basal de una capa de hielo es de 4 a 6 kilómetros. Las capas de hielo probablemente tengan sólo entre 3,4 y 4,2 km de espesor en el casquete polar norte. Sin embargo, se demostró que la situación es diferente cuando se considera un lago que ya está derretido. Cuando aplicaron su modelo a Marte, demostraron que una capa líquida, una vez derretida (inicialmente abierta a la superficie del hielo), podía permanecer estable a cualquier profundidad por encima de los 600 metros, incluso en ausencia de calentamiento geotérmico adicional. [76] Según su modelo, si las regiones polares tuvieran un lago subterráneo quizás formado originalmente a través de la fricción como un lago subglacial en momentos de inclinación axial favorable, y luego abastecido por la acumulación de capas de nieve en la parte superior a medida que las capas de hielo se espesaban, sugieren que todavía podría estar allí. De ser así, podría estar ocupado por formas de vida similares a las que podrían sobrevivir en el lago Vostok. [76]
El radar de penetración terrestre podría detectar estos lagos debido al alto contraste del radar entre el agua y el hielo o la roca. MARSIS, el radar de penetración terrestre del Mars Express de la ESA detectó un lago subglacial en Marte cerca del polo sur.
Vida en el subsuelo kilómetros bajo la superficie
Las investigaciones sobre vida en minas profundas y las perforaciones bajo las profundidades del océano pueden dar una idea de las posibilidades de vida en la hidrosfera de Marte y otros hábitats subterráneos profundos, si existen.
las bacterias obtienen su energía de la oxidación del hidrógeno ligada a la reducción del sulfato y viven independientemente de la superficie [56]
los nematodos se alimentan de esas bacterias y nuevamente viven independientemente de la superficie.
3 a 4 km de profundidad
Mina Boulby en el borde de los páramos de Yorkshire
Sales de halita (cloruro) y sulfato de 250 millones de años [56]
Alta salinidad y baja actividad hídrica.
1.1. km de profundidad
Microbios anaeróbicos que podrían sobrevivir aislados de la atmósfera
Líquenes alpinos y de permafrost
En las regiones polares y alpinas altas, los líquenes tienen que hacer frente a condiciones de altos flujos de rayos UV, bajas temperaturas y ambientes áridos. Esto es especialmente cierto cuando se combinan los dos factores: las regiones polares y las grandes altitudes. Estas condiciones se dan en las altas montañas de la Antártida, donde los líquenes crecen a altitudes de hasta 2.000 metros sin agua líquida, sólo nieve y hielo. Los investigadores describieron este entorno como el más parecido a Marte en la Tierra. [77]
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