Las búsquedas científicas de evidencia de vida comenzaron en el siglo XIX y continúan hoy mediante investigaciones telescópicas y sondas desplegadas, buscando agua, biofirmas químicas en el suelo y las rocas de la superficie del planeta, y gases biomarcadores en la atmósfera. [3]
Marte es de particular interés para el estudio de los orígenes de la vida debido a su similitud con la Tierra primitiva. Esto es especialmente cierto porque Marte tiene un clima frío y carece de tectónica de placas o deriva continental , por lo que se ha mantenido casi sin cambios desde el final del período Hesperian . Al menos dos tercios de la superficie de Marte tienen más de 3.500 millones de años, y podría haber sido habitable hace 4.480 millones de años, 500 millones de años antes de las primeras formas de vida conocidas en la Tierra; [4] Por lo tanto, Marte puede tener el mejor registro de las condiciones prebióticas que llevaron a la vida, incluso si la vida no existe o nunca ha existido allí. [5] [6]
Los hallazgos de compuestos orgánicos en el interior de rocas sedimentarias y de boro en Marte son de interés porque son precursores de la química prebiótica . Estos hallazgos, junto con descubrimientos previos de que había agua líquida claramente presente en el antiguo Marte, respaldan aún más la posible habitabilidad temprana del cráter Gale en Marte. [11] [12] Actualmente, la superficie de Marte está bañada por radiaciones ionizantes , y el suelo marciano es rico en percloratos tóxicos para los microorganismos . [13] [14] Por lo tanto, el consenso es que si existe (o existió) vida en Marte, podría encontrarse o preservarse mejor en el subsuelo, lejos de los duros procesos superficiales actuales.
En junio de 2018, la NASA anunció la detección de variaciones estacionales en los niveles de metano en Marte. El metano podría ser producido por microorganismos o por medios geológicos. [15] El Orbitador europeo de gases traza ExoMars comenzó a mapear el metano atmosférico en abril de 2018, y se planeó que el rover ExoMars Rosalind Franklin de 2022 perforara y analizara muestras del subsuelo antes de la suspensión indefinida del programa, mientras que el rover Mars 2020 de la NASA Perseverance , después de haber aterrizado con éxito. , almacenará en caché docenas de muestras de perforación para su posible transporte a laboratorios de la Tierra a finales de la década de 2020 o 2030. Al 8 de febrero de 2021, se informó un estado actualizado de los estudios que consideran la posible detección de formas de vida en Venus (vía fosfina ) y Marte (vía metano ). [dieciséis]
Especulación temprana
Los casquetes polares de Marte fueron descubiertos a mediados del siglo XVII. [ cita necesaria ] A finales del siglo XVIII, William Herschel demostró que crecen y se encogen alternativamente, en el verano y el invierno de cada hemisferio. A mediados del siglo XIX, los astrónomos sabían que Marte tenía otras similitudes con la Tierra, por ejemplo, que la duración de un día en Marte era casi la misma que la de un día en la Tierra. También sabían que su inclinación axial era similar a la de la Tierra, lo que significaba que experimentaba estaciones igual que la Tierra, pero de casi el doble de duración debido a que el año era mucho más largo . Estas observaciones llevaron a una creciente especulación de que las características más oscuras del albedo eran agua y las más brillantes eran tierra, de donde siguió la especulación sobre si Marte podría estar habitado por alguna forma de vida. [17]
En 1854, William Whewell , miembro del Trinity College de Cambridge, teorizó que Marte tenía mares, tierra y posiblemente formas de vida. [18] Las especulaciones sobre la vida en Marte explotaron a finales del siglo XIX, tras la observación telescópica por parte de algunos observadores de aparentes canales marcianos , que más tarde se descubrió que eran ilusiones ópticas. A pesar de esto, en 1895, el astrónomo estadounidense Percival Lowell publicó su libro Mars, seguido de Mars and its Canals en 1906, [19] proponiendo que los canales eran obra de una civilización desaparecida hace mucho tiempo. [20] Esta idea llevó al escritor británico HG Wells a escribir La guerra de los mundos en 1897, que hablaba de una invasión de extraterrestres de Marte que huían de la desecación del planeta. [21]
El libro de 1907 ¿Es Marte habitable? del naturalista británico Alfred Russel Wallace fue una respuesta y refutación de Marte y sus canales de Lowell . El libro de Wallace concluía que Marte "no sólo está deshabitado por seres inteligentes como los postula el Sr. Lowell, sino que es absolutamente inhabitable". [22] El historiador Charles H. Smith se refiere al libro de Wallace como uno de los primeros trabajos en el campo de la astrobiología . [23]
El análisis espectroscópico de la atmósfera de Marte comenzó en serio en 1894, cuando el astrónomo estadounidense William Wallace Campbell demostró que en la atmósfera marciana no había ni agua ni oxígeno . [24] El influyente observador Eugène Antoniadi utilizó el telescopio de 83 cm (32,6 pulgadas) de apertura del Observatorio Meudon en la oposición de Marte en 1909 y no vio canales; las fotografías excepcionales de Marte tomadas en la nueva cúpula Baillaud en el observatorio Pic du Midi También desacreditó formalmente la teoría de los canales marcianos en 1909, [25] y la noción de canales comenzó a caer en desgracia. [24]
Habitabilidad
Los atributos químicos, físicos, geológicos y geográficos dan forma a los entornos de Marte. Las mediciones aisladas de estos factores pueden ser insuficientes para considerar habitable un entorno, pero la suma de mediciones puede ayudar a predecir ubicaciones con mayor o menor potencial de habitabilidad. [26] Los dos enfoques ecológicos actuales para predecir la habitabilidad potencial de la superficie marciana utilizan 19 o 20 factores ambientales, con énfasis en la disponibilidad de agua, la temperatura, la presencia de nutrientes, una fuente de energía y la protección de los rayos ultravioleta solar y cósmico galáctico. radiación . [27] [28]
Los científicos no conocen el número mínimo de parámetros para determinar el potencial de habitabilidad, pero están seguros de que es mayor que uno o dos de los factores de la siguiente tabla. [26] Del mismo modo, para cada grupo de parámetros se determinará el umbral de habitabilidad de cada uno de ellos. [26] Las simulaciones de laboratorio muestran que cuando se combinan múltiples factores letales, las tasas de supervivencia se desploman rápidamente. [29] Aún no se han publicado simulaciones completas de Marte que incluyan todos los factores biocidas combinados. [29] Además, la posibilidad de que la vida marciana tenga requisitos bioquímicos y de habitabilidad muy diferentes a los de la biosfera terrestre es una cuestión abierta. Una hipótesis común es la vida marciana metanogénica, y aunque tales organismos también existen en la Tierra, son excepcionalmente raros y no pueden sobrevivir en la mayoría de los ambientes terrestres que contienen oxígeno. [30]
Pasado
Modelos recientes han demostrado que, incluso con una atmósfera densa de CO 2 , el Marte primitivo era más frío que nunca la Tierra. [31] [32] [33] [34] Las condiciones cálidas transitorias relacionadas con impactos o vulcanismo podrían haber producido condiciones que favorecieran la formación de las redes de valles tardíos de Noé , aunque las condiciones globales de mediados de Noé probablemente fueran heladas. El calentamiento local del medio ambiente por el vulcanismo y los impactos habría sido esporádico, pero debería haber habido muchos eventos de agua fluyendo en la superficie de Marte. [34] Tanto la evidencia mineralógica como la morfológica indican una degradación de la habitabilidad desde mediados del Hesperio en adelante. Las causas exactas no se comprenden bien, pero pueden estar relacionadas con una combinación de procesos que incluyen la pérdida de la atmósfera primitiva, la erosión por impacto o ambas. [34] Hace miles de millones de años, antes de esta degradación, la superficie de Marte era aparentemente bastante habitable, estaba compuesta de agua líquida y un clima clemente, aunque se desconoce si existía vida en Marte. [35]
La pérdida del campo magnético marciano afectó fuertemente los ambientes superficiales a través de la pérdida atmosférica y el aumento de la radiación; este cambio degradó significativamente la habitabilidad de la superficie. [37] Cuando existía un campo magnético, la atmósfera habría estado protegida de la erosión por el viento solar , lo que aseguraría el mantenimiento de una atmósfera densa, necesaria para que existiera agua líquida en la superficie de Marte. [38] La pérdida de la atmósfera estuvo acompañada de una disminución de las temperaturas. Parte del inventario de agua líquida se sublimó y fue transportado a los polos, mientras que el resto quedó atrapado en el permafrost , una capa de hielo subterránea. [34]
Las muestras de suelo y rocas estudiadas en 2013 por los instrumentos a bordo del rover Curiosity de la NASA aportaron información adicional sobre varios factores de habitabilidad. [40] El equipo del rover identificó algunos de los ingredientes químicos clave para la vida en este suelo, incluidos azufre , nitrógeno , hidrógeno , oxígeno, fósforo y posiblemente carbono , así como minerales arcillosos, lo que sugiere un ambiente acuoso de hace mucho tiempo, tal vez un lago. o el lecho de un antiguo arroyo, que tenía acidez neutra y baja salinidad. [40] El 9 de diciembre de 2013, la NASA informó que, según la evidencia del Curiosity que estudiaba Aeolis Palus , el cráter Gale contenía un antiguo lago de agua dulce que podría haber sido un entorno hospitalario para la vida microbiana . [41] [42] La confirmación de que alguna vez fluyó agua líquida en Marte, la existencia de nutrientes y el descubrimiento previo de un campo magnético pasado que protegió al planeta de la radiación cósmica y solar, [43] [44] en conjunto sugieren fuertemente que Marte podría haber tenido los factores ambientales necesarios para sustentar la vida. [45] [46] La evaluación de la habitabilidad pasada no es en sí misma evidencia de que alguna vez haya existido vida marciana . Si lo hizo, probablemente fue microbiano , existiendo comunalmente en fluidos o sedimentos, ya sea de vida libre o como biopelículas , respectivamente. [37] La exploración de análogos terrestres proporciona pistas sobre cómo y dónde buscar mejor signos de vida en Marte. [47]
La impactita , que ha demostrado preservar signos de vida en la Tierra, fue descubierta en Marte y podría contener signos de vida antigua, si es que alguna vez existió vida en el planeta. [48]
El 7 de junio de 2018, la NASA anunció que el rover Curiosity había descubierto moléculas orgánicas en rocas sedimentarias que databan de tres mil millones de años. [49] [50] La detección de moléculas orgánicas en las rocas indica que algunos de los componentes básicos de la vida estaban presentes. [51] [52]
Presente
Posiblemente, si existe (o existió) vida en Marte, se podrían encontrar pruebas de vida, o se conservarían mejor, en el subsuelo, lejos de las duras condiciones superficiales actuales. [53] La vida actual en Marte, o sus biofirmas, podría ocurrir a kilómetros debajo de la superficie, o en puntos calientes geotérmicos subterráneos, o podría ocurrir a unos pocos metros debajo de la superficie. La capa de permafrost de Marte está sólo a un par de centímetros por debajo de la superficie, y las salmueras saladas pueden ser líquidas unos centímetros por debajo, pero no muy abajo. El agua está cerca de su punto de ebullición incluso en los puntos más profundos de la cuenca de Hellas, por lo que no puede permanecer líquida por mucho tiempo en la superficie de Marte en su estado actual, excepto después de una liberación repentina de agua subterránea. [54] [55] [56]
Hasta ahora, la NASA ha seguido una estrategia de "seguir el agua" en Marte y no ha buscado biofirmas de vida allí directamente desde las misiones Viking . El consenso de los astrobiólogos es que puede ser necesario acceder al subsuelo marciano para encontrar entornos actualmente habitables. [53]
Radiación cósmica
En 1965, la sonda Mariner 4 descubrió que Marte no tenía un campo magnético global que protegiera al planeta de la radiación cósmica y la radiación solar potencialmente mortales ; Las observaciones realizadas a finales de la década de 1990 por el Mars Global Surveyor confirmaron este descubrimiento. [57] Los científicos especulan que la falta de protección magnética ayudó al viento solar a eliminar gran parte de la atmósfera de Marte en el transcurso de varios miles de millones de años. [58] Como resultado, el planeta ha sido vulnerable a la radiación del espacio durante aproximadamente 4 mil millones de años. [59]
Datos recientes in situ del rover Curiosity indican que la radiación ionizante de los rayos cósmicos galácticos (GCR) y los eventos de partículas solares (SPE) pueden no ser un factor limitante en las evaluaciones de habitabilidad de la vida actual en la superficie de Marte. El nivel de 76 mGy por año medido por Curiosity es similar a los niveles dentro de la ISS. [60]
Efectos acumulativos
El rover Curiosity midió niveles de radiación ionizante de 76 mGy por año. [61] Este nivel de radiación ionizante es esterilizante para la vida latente en la superficie de Marte. Su habitabilidad varía considerablemente en función de su excentricidad orbital y de la inclinación de su eje. Si la vida en la superficie fue reanimada hace tan sólo 450.000 años, entonces los exploradores de Marte podrían encontrar vida latente pero aún viable a una profundidad de un metro bajo la superficie, según una estimación. [62] Incluso las células más resistentes conocidas no podrían sobrevivir a la radiación cósmica cerca de la superficie de Marte, ya que Marte perdió su magnetosfera y atmósfera protectoras. [63] [64] Después de mapear los niveles de radiación cósmica a varias profundidades en Marte, los investigadores han concluido que con el tiempo, cualquier vida dentro de los primeros metros de la superficie del planeta sería eliminada por dosis letales de radiación cósmica. [63] [65] [66] El equipo calculó que el daño acumulativo al ADN y al ARN por la radiación cósmica limitaría la recuperación de células latentes viables en Marte a profundidades superiores a 7,5 metros debajo de la superficie del planeta. [65]
Incluso las bacterias terrestres más tolerantes a la radiación sobrevivirían en estado latente de esporas sólo 18.000 años en la superficie; a 2 metros (la mayor profundidad a la que el rover ExoMars será capaz de alcanzar), el tiempo de supervivencia sería de 90.000 a medio millón de años, dependiendo del tipo de roca. [67]
Los datos recopilados por el instrumento detector de evaluación de radiación (RAD) a bordo del rover Curiosity revelaron que la dosis absorbida medida es de 76 mGy /año en la superficie, [68] y que " la radiación ionizante influye fuertemente en las composiciones y estructuras químicas, especialmente en el caso del agua, sales y componentes sensibles al redox, como moléculas orgánicas". [68] Independientemente de la fuente de los compuestos orgánicos marcianos (meteóricos, geológicos o biológicos), sus enlaces de carbono son susceptibles de romperse y reconfigurarse con los elementos circundantes mediante la radiación de partículas cargadas ionizantes. [68] Estas estimaciones mejoradas de la radiación subterránea dan una idea del potencial para la preservación de posibles biofirmas orgánicas en función de la profundidad, así como de los tiempos de supervivencia de posibles formas de vida microbianas o bacterianas que quedan latentes debajo de la superficie. [68] El informe concluye que las "mediciones de la superficie in situ y las estimaciones del subsuelo limitan la ventana de preservación de la materia orgánica marciana después de la exhumación y la exposición a radiación ionizante en los pocos metros superiores de la superficie marciana". [68]
En septiembre de 2017, la NASA informó que los niveles de radiación en la superficie del planeta Marte se duplicaron temporalmente y se asociaron con una aurora 25 veces más brillante que cualquier otra observada anteriormente, debido a una tormenta solar importante e inesperada a mediados de mes. [69]
Radiación UV
Sobre la radiación ultravioleta, un informe de 2014 concluye [70] que "[E]l entorno de radiación ultravioleta marciana es rápidamente letal para los microbios no protegidos, pero puede atenuarse por tormentas de polvo globales y estar completamente protegido por < 1 mm de regolito u otros organismos". Además, una investigación de laboratorio publicada en julio de 2017 demostró que los percloratos irradiados con rayos UV causan un aumento de 10,8 veces en la muerte celular en comparación con las células expuestas a la radiación UV después de 60 segundos de exposición. [71] [72] La profundidad de penetración de la radiación ultravioleta en los suelos está en el rango de submilimétrico a milimétrico y depende de las propiedades del suelo. [72]
Percloratos
Se sabe que el regolito marciano contiene un máximo de 0,5% (p/v) de perclorato (ClO 4 − ), que es tóxico para la mayoría de los organismos vivos, [73] pero dado que reducen drásticamente el punto de congelación del agua y algunos extremófilos pueden usar utilizarlo como fuente de energía (ver Percloratos - Biología ) y crecer en concentraciones de hasta el 30% (p/v) de perclorato de sodio [74] adaptándose fisiológicamente a concentraciones crecientes de perclorato, [75] ha provocado especulaciones sobre cuál sería su influencia. estar en habitabilidad. [71] [74] [76] [77] [78]
Una investigación publicada en julio de 2017 muestra que cuando se irradian con un flujo ultravioleta simulado marciano, los percloratos se vuelven aún más letales para las bacterias ( bactericida ). Incluso las esporas latentes perdieron viabilidad en cuestión de minutos. [71] Además, otros dos compuestos de la superficie marciana, los óxidos de hierro y el peróxido de hidrógeno , actúan en sinergia con los percloratos irradiados para causar un aumento de 10,8 veces en la muerte celular en comparación con las células expuestas a la radiación ultravioleta después de 60 segundos de exposición. [71] [72] También se descubrió que los silicatos desgastados (cuarzo y basalto) conducen a la formación de especies tóxicas reactivas de oxígeno . [79] Los investigadores concluyeron que "la superficie de Marte es letal para las células vegetativas y hace que gran parte de la superficie y las regiones cercanas a la superficie sean inhabitables". [80] Esta investigación demuestra que la superficie actual es más inhabitable de lo que se pensaba anteriormente, [71] [81] y refuerza la idea de inspeccionar al menos unos pocos metros dentro del suelo para garantizar que los niveles de radiación sean relativamente bajos. [81] [82]
Sin embargo, la investigadora Kennda Lynch descubrió el primer caso conocido de un hábitat que contiene percloratos y bacterias reductoras de percloratos en un entorno análogo: un paleolago en Pilot Valley, en el desierto del Gran Lago Salado , Utah. [83] Ha estado estudiando las firmas biológicas de estos microbios y espera que el rover Mars Perseverance encuentre firmas biológicas coincidentes en su sitio del cráter Jezero . [84] [85]
Líneas de pendiente recurrentes
Las características de líneas de pendiente recurrentes (RSL) se forman en las laderas orientadas al Sol en épocas del año cuando las temperaturas locales superan el punto de fusión del hielo. Las vetas crecen en primavera, se ensanchan a finales del verano y luego desaparecen en otoño. Esto es difícil de modelar de otra manera, excepto si involucra agua líquida de alguna forma, aunque se cree que las rayas en sí son un efecto secundario y no una indicación directa de la humedad del regolito. Aunque ahora se ha confirmado que estas características involucran agua líquida de alguna forma, el agua podría ser demasiado fría o demasiado salada para la vida. En la actualidad se las trata como potencialmente habitables, como "regiones inciertas, que deben tratarse como regiones especiales". [86] [87] En aquel entonces se sospechaba que se trataba de salmueras que fluían. [88] [89] [90] [91]
La disponibilidad termodinámica de agua ( actividad del agua ) limita estrictamente la propagación microbiana en la Tierra, particularmente en ambientes hipersalinos, y hay indicios de que la fuerza iónica de la salmuera es una barrera para la habitabilidad de Marte. Los experimentos muestran que la alta fuerza iónica , llevada a extremos en Marte por la presencia ubicua de iones divalentes, "hace que estos entornos sean inhabitables a pesar de la presencia de agua biológicamente disponible". [92]
Fijación de nitrogeno
Después del carbono, el nitrógeno es posiblemente el elemento más importante necesario para la vida. Por lo tanto, se requieren mediciones de nitrato en el rango de 0,1% a 5% para abordar la cuestión de su aparición y distribución. Hay nitrógeno (como N 2 ) en la atmósfera en niveles bajos, pero esto no es adecuado para sustentar la fijación de nitrógeno para la incorporación biológica. [93] El nitrógeno en forma de nitrato podría ser un recurso para la exploración humana, tanto como nutriente para el crecimiento de las plantas como para su uso en procesos químicos. En la Tierra, los nitratos se correlacionan con los percloratos en ambientes desérticos, y esto también puede ser cierto en Marte. Se espera que el nitrato sea estable en Marte y se haya formado por choque térmico por impacto o relámpago de columna volcánica en el antiguo Marte. [94]
El 24 de marzo de 2015, la NASA informó que el instrumento SAM del rover Curiosity detectó nitratos al calentar sedimentos superficiales. El nitrógeno del nitrato se encuentra en un estado "fijo", lo que significa que está en una forma oxidada que puede ser utilizada por organismos vivos . El descubrimiento respalda la idea de que el antiguo Marte pudo haber sido un lugar habitable para la vida. [94] [95] [96] Se sospecha que todo el nitrato en Marte es una reliquia, sin ninguna contribución moderna. [97] La abundancia de nitratos varía desde la no detección hasta 681 ± 304 mg/kg en las muestras examinadas hasta finales de 2017. [97] Los modelos indican que las películas transitorias de agua condensada en la superficie deben transportarse a profundidades más bajas (≈10 m). potencialmente transportando nitratos, donde los microorganismos del subsuelo podrían prosperar. [98]
En cambio, el fosfato, uno de los nutrientes químicos que se cree esencial para la vida, está fácilmente disponible en Marte. [99]
Baja presión
Lo que complica aún más las estimaciones de la habitabilidad de la superficie marciana es el hecho de que se sabe muy poco sobre el crecimiento de microorganismos a presiones cercanas a las de la superficie de Marte. Algunos equipos determinaron que algunas bacterias pueden ser capaces de replicarse celularmente hasta 25 mbar, pero eso aún está por encima de las presiones atmosféricas encontradas en Marte (rango de 1 a 14 mbar). [100] En otro estudio, se eligieron veintiséis cepas de bacterias en función de su recuperación de las instalaciones de ensamblaje de naves espaciales, y solo la cepa ATCC 27592 de Serratia liquefaciens exhibió crecimiento a 7 mbar, 0 °C y atmósferas anóxicas enriquecidas con CO 2 . [100]
Agua líquida
El agua líquida es una condición necesaria pero no suficiente para la vida tal como la conocemos los humanos, ya que la habitabilidad es función de multitud de parámetros ambientales. [101] No puede existir agua líquida en la superficie de Marte excepto en las elevaciones más bajas durante minutos u horas. [102] [103] El agua líquida no aparece en la superficie misma, [104] pero podría formarse en cantidades minúsculas alrededor de las partículas de polvo en la nieve calentada por el Sol. [105] [106] [ ¿ fuente poco confiable? ] Además, las antiguas capas de hielo ecuatoriales debajo de la tierra pueden sublimarse o derretirse lentamente, accesibles desde la superficie a través de cuevas. [107] [108] [109] [110]
El agua en Marte existe casi exclusivamente como hielo de agua, ubicado en los casquetes polares marcianos y debajo de la superficie marciana poco profunda, incluso en latitudes más templadas. [114] [115] Una pequeña cantidad de vapor de agua está presente en la atmósfera . [116] No hay cuerpos de agua líquida en la superficie marciana porque su presión atmosférica en la superficie tiene un promedio de 600 pascales (0,087 psi), aproximadamente el 0,6% de la presión media del nivel del mar de la Tierra, y porque la temperatura es demasiado baja (210 K (−63 °C)) que conduce a la congelación inmediata. A pesar de esto, hace unos 3.800 millones de años, [117] había una atmósfera más densa , una temperatura más alta y grandes cantidades de agua líquida fluían en la superficie, [118] [119] [120] [121] incluidos grandes océanos. [122] [123] [124] [125] [126]
Una serie de concepciones artísticas sobre la cobertura de agua en el pasado en Marte.Sitio de agua subglacial en el polo sur de Marte (25 de julio de 2018)
Se ha estimado que los océanos primordiales de Marte habrían cubierto entre el 36% [127] y el 75% del planeta. [128] El 22 de noviembre de 2016, la NASA informó haber encontrado una gran cantidad de hielo subterráneo en la región de Utopia Planitia de Marte. Se ha estimado que el volumen de agua detectado es equivalente al volumen de agua del Lago Superior . [111] [112] [113]
El análisis de areniscas marcianas, utilizando datos obtenidos de espectrometría orbital, sugiere que las aguas que existían anteriormente en la superficie de Marte habrían tenido una salinidad demasiado alta para sustentar la mayoría de la vida similar a la de la Tierra. Tosca et al. Descubrieron que todas las aguas marcianas en los lugares que estudiaron tenían actividad hídrica , a w ≤ 0,78 a 0,86, un nivel fatal para la mayoría de la vida terrestre. [129] Haloarchaea , sin embargo, puede vivir en soluciones hipersalinas, hasta el punto de saturación. [130]
En junio de 2000, se descubrió una posible evidencia de que actualmente fluye agua líquida en la superficie de Marte en forma de barrancos similares a inundaciones. [131] [132] En 2006 se publicaron imágenes similares adicionales, tomadas por el Mars Global Surveyor , que sugerían que ocasionalmente fluye agua en la superficie de Marte. Las imágenes mostraron cambios en las empinadas paredes de los cráteres y en los depósitos de sedimentos, proporcionando la evidencia más sólida hasta el momento de que el agua fluyó a través de ellos hace tan solo varios años.
Existe desacuerdo en la comunidad científica sobre si las recientes vetas de barrancos se formaron o no con agua líquida. Algunos sugieren que los flujos eran simplemente flujos de arena seca. [133] [134] [135] Otros sugieren que puede ser salmuera líquida cerca de la superficie, [136] [137] [138] pero no se comprenden la fuente exacta del agua ni el mecanismo detrás de su movimiento. [139]
En julio de 2018, los científicos informaron del descubrimiento de un lago subglacial en Marte, 1,5 km (0,93 millas) por debajo de la capa de hielo del polo sur y que se extiende lateralmente unos 20 km (12 millas), la primera masa de agua estable conocida en el planeta. [140] [141] [142] [143] El lago fue descubierto utilizando el radar MARSIS a bordo del orbitador Mars Express , y los perfiles se recopilaron entre mayo de 2012 y diciembre de 2015. [144] El lago está centrado en 193 ° E , 81°S, zona plana que no presenta características topográficas peculiares pero que está rodeada de terreno más elevado, excepto en su lado oriental, donde existe una depresión. [140]
En mayo de 2007, el rover Spirit removió un trozo de terreno con su rueda inoperativa, descubriendo una zona rica en sílice en un 90% . [145] La característica recuerda el efecto del agua termal o el vapor que entran en contacto con rocas volcánicas. Los científicos consideran esto como evidencia de un ambiente pasado que pudo haber sido favorable para la vida microbiana y teorizan que un posible origen de la sílice puede haber sido producido por la interacción del suelo con vapores ácidos producidos por la actividad volcánica en presencia de agua. [146]
Basados en análogos de la Tierra, los sistemas hidrotermales en Marte serían muy atractivos por su potencial para preservar biofirmas orgánicas e inorgánicas . [147] [148] [149] Por esta razón, los depósitos hidrotermales se consideran objetivos importantes en la exploración de evidencia fósil de vida marciana antigua. [150] [151] [152]
El metano (CH 4 ) es químicamente inestable en la actual atmósfera oxidante de Marte. Se descompondría rápidamente debido a la radiación ultravioleta del Sol y a las reacciones químicas con otros gases. Por tanto, una presencia persistente de metano en la atmósfera puede implicar la existencia de una fuente para reponer continuamente el gas.
En 2003, un equipo del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA informó por primera vez en la atmósfera de Marte trazas de metano, a un nivel de varias partes por mil millones (ppb). [155] [156] Se midieron grandes diferencias en las abundancias entre observaciones tomadas en 2003 y 2006, que sugirieron que el metano estaba concentrado localmente y probablemente estacional. [157] El 7 de junio de 2018, la NASA anunció que había detectado una variación estacional de los niveles de metano en Marte. [15] [158] [51] [52] [159] [160] [161] [50]
El ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), lanzado en marzo de 2016, comenzó el 21 de abril de 2018 a mapear la concentración y las fuentes de metano en la atmósfera, [162] [163] así como sus productos de descomposición, como el formaldehído y el metanol. . En mayo de 2019, el Trace Gas Orbiter mostró que la concentración de metano está por debajo del nivel detectable (<0,05 ppbv). [164] [165]
Curiosity detectó una variación estacional cíclica del metano atmosférico.
Los principales candidatos para el origen del metano de Marte incluyen procesos no biológicos como reacciones agua -roca, radiólisis del agua y formación de pirita , todos los cuales producen H 2 que luego podría generar metano y otros hidrocarburos mediante la síntesis de Fischer-Tropsch con CO. y CO2 . [166] También se ha demostrado que el metano podría producirse mediante un proceso que involucra agua, dióxido de carbono y el mineral olivino , que se sabe que es común en Marte. [167] Aunque las fuentes geológicas de metano, como la serpentinización, son posibles, la falta de vulcanismo actual , actividad hidrotermal o puntos críticos [168] no son favorables para el metano geológico.
Los microorganismos vivos , como los metanógenos , son otra posible fuente, pero no se ha encontrado evidencia de la presencia de tales organismos en Marte, [169] [170] [171] hasta junio de 2019, cuando el rover Curiosity detectó metano . [172] Los metanógenos no requieren oxígeno ni nutrientes orgánicos, no son fotosintéticos, utilizan hidrógeno como fuente de energía y dióxido de carbono (CO 2 ) como fuente de carbono, por lo que podrían existir en ambientes subterráneos de Marte. [173] Si la vida microscópica marciana está produciendo metano, probablemente reside muy por debajo de la superficie, donde todavía está lo suficientemente caliente como para que exista agua líquida. [174]
Desde el descubrimiento de metano en la atmósfera en 2003, algunos científicos han estado diseñando modelos y experimentos in vitro que prueban el crecimiento de bacterias metanogénicas en suelo marciano simulado, donde las cuatro cepas de metanógeno probadas produjeron niveles sustanciales de metano, incluso en presencia de 1,0 peso. % sal de perclorato . [175]
Un equipo dirigido por Levin sugirió que ambos fenómenos (producción y degradación de metano) podrían explicarse por una ecología de microorganismos productores y consumidores de metano. [176] [177]
Distribución de metano en la atmósfera de Marte en el hemisferio norte durante el verano
Una investigación de la Universidad de Arkansas presentada en junio de 2015 sugirió que algunos metanógenos podrían sobrevivir en la baja presión de Marte. Rebecca Mickol descubrió que en su laboratorio, cuatro especies de metanógenos sobrevivieron a condiciones de baja presión similares a las de un acuífero líquido subterráneo en Marte. Las cuatro especies que probó fueron Methanothermobacter wolfeii , Methanosarcina barkeri , Methanobacterium formicicum y Methanococcus maripaludis . [173] En junio de 2012, los científicos informaron que medir la proporción de niveles de hidrógeno y metano en Marte puede ayudar a determinar la probabilidad de vida en Marte. [169] [170] Según los científicos, "proporciones bajas de H 2 /CH 4 (menos de aproximadamente 40)" "indicarían que es probable que haya vida presente y activa". [169] Las proporciones observadas en la atmósfera marciana inferior fueron "aproximadamente 10 veces" mayores "lo que sugiere que los procesos biológicos pueden no ser responsables del CH 4 observado ". [169] Los científicos sugirieron medir el flujo de H 2 y CH 4 en la superficie marciana para una evaluación más precisa. Otros científicos han informado recientemente sobre métodos para detectar hidrógeno y metano en atmósferas extraterrestres . [178] [179]
Incluso si las misiones del rover determinan que la vida microscópica marciana es la fuente estacional de metano, las formas de vida probablemente residen muy por debajo de la superficie, fuera del alcance del rover. [180]
Formaldehído
En febrero de 2005, se anunció que el espectrómetro planetario de Fourier (PFS) del Mars Express Orbiter de la Agencia Espacial Europea había detectado trazas de formaldehído en la atmósfera de Marte . Vittorio Formisano, director del PFS, ha especulado que el formaldehído podría ser un subproducto de la oxidación del metano y, según él, proporcionaría evidencia de que Marte es extremadamente activo geológicamente o alberga colonias de vida microbiana. [181] [182] Los científicos de la NASA consideran que los hallazgos preliminares bien merecen un seguimiento, pero también han rechazado las afirmaciones de vida. [183] [184]
Experimentos biológicos del módulo de aterrizaje vikingo
El programa Viking de la década de 1970 colocó dos módulos de aterrizaje idénticos en la superficie de Marte con la tarea de buscar firmas biológicas de vida microbiana en la superficie. De los cuatro experimentos realizados por cada módulo de aterrizaje Viking, sólo el experimento 'Labeled Release' (LR) dio un resultado positivo para el metabolismo , mientras que los otros tres no detectaron compuestos orgánicos . El LR fue un experimento específico diseñado para probar sólo un aspecto crítico estrechamente definido de la teoría sobre la posibilidad de vida en Marte; por lo tanto, los resultados generales se declararon no concluyentes. [24] Ninguna misión de aterrizaje en Marte ha encontrado rastros significativos de biomoléculas o firmas biológicas . La afirmación de que existe vida microbiana en Marte se basa en datos antiguos recopilados por los módulos de aterrizaje Viking, actualmente reinterpretados como evidencia suficiente de vida, principalmente por Gilbert Levin , [185] [186] Joseph D. Miller, [187] Navarro, [188 ] Giorgio Bianciardi y Patricia Ann Straat .
Las evaluaciones publicadas en diciembre de 2010 por Rafael Navarro-Gonzáles [189] [190] [191] [192] indican que compuestos orgánicos "podrían haber estado presentes" en el suelo analizado por Viking 1 y 2. El estudio determinó que el perclorato , descubierto en 2008 por el módulo de aterrizaje Phoenix [193] [194] , puede destruir compuestos orgánicos cuando se calienta y producir clorometano y diclorometano como subproducto, los compuestos de cloro idénticos descubiertos por ambos módulos de aterrizaje Viking cuando realizaron las mismas pruebas en Marte. Debido a que el perclorato habría descompuesto cualquier materia orgánica marciana, la cuestión de si Viking encontró o no compuestos orgánicos sigue abierta. [195] [196]
La evidencia de liberación etiquetada no fue generalmente aceptada inicialmente y, hasta el día de hoy, carece del consenso de la comunidad científica. [197]
Meteoritos
En 2018, se conocen 224 meteoritos marcianos (algunos de los cuales se encontraron en varios fragmentos). [198] Estos son valiosos porque son las únicas muestras físicas de Marte disponibles para los laboratorios terrestres. Algunos investigadores han argumentado que las características morfológicas microscópicas encontradas en ALH84001 son biomorfos; sin embargo, esta interpretación ha sido muy controvertida y no está respaldada por la mayoría de los investigadores en el campo. [199]
Se han establecido siete criterios para el reconocimiento de vida pasada dentro de muestras geológicas terrestres. Esos criterios son: [199]
¿Es el contexto geológico de la muestra compatible con vidas pasadas?
¿Es compatible la edad de la muestra y su ubicación estratigráfica con una posible vida?
¿La muestra contiene evidencia de morfología celular y colonias?
¿Existe alguna evidencia de que los biominerales muestren desequilibrios químicos o minerales?
¿Existe alguna evidencia de patrones de isótopos estables exclusivos de la biología?
¿Hay algún biomarcador orgánico presente?
¿Las características son propias de la muestra?
Para la aceptación general de vida pasada en una muestra geológica, se deben cumplir esencialmente la mayoría o todos estos criterios. Los siete criterios aún no se han cumplido para ninguna de las muestras marcianas. [199]
ALH84001
Un microscopio electrónico revela estructuras similares a bacterias en el fragmento de meteorito ALH84001
En 1996, el meteorito marciano ALH84001 , un espécimen mucho más antiguo que la mayoría de los meteoritos marcianos recuperados hasta ahora, recibió considerable atención cuando un grupo de científicos de la NASA dirigidos por David S. McKay informaron sobre características microscópicas y anomalías geoquímicas que Se considera que la mejor explicación es que la roca albergó bacterias marcianas en un pasado distante. Algunas de estas características se parecían a las bacterias terrestres, además de ser mucho más pequeñas que cualquier forma de vida conocida. Surgió mucha controversia sobre esta afirmación y, en última instancia, se descubrió que toda la evidencia que el equipo de McKay citó como evidencia de vida era explicable mediante procesos no biológicos. Aunque la comunidad científica ha rechazado en gran medida la afirmación de que ALH 84001 contiene evidencia de vida marciana antigua, la controversia asociada con él ahora se considera un momento históricamente significativo en el desarrollo de la exobiología. [200] [201]
El meteorito Nakhla cayó sobre la Tierra el 28 de junio de 1911, en la localidad de Nakhla, Alejandría , Egipto. [202] [203]
En 1998, un equipo del Centro Espacial Johnson de la NASA obtuvo una pequeña muestra para su análisis. Los investigadores encontraron fases de alteración acuosa preterrestre y objetos [204] del tamaño y forma compatibles con las nanobacterias fosilizadas terrestres . Los análisis con cromatografía de gases y espectrometría de masas (GC-MS) estudiaron sus hidrocarburos aromáticos policíclicos de alto peso molecular en 2000, y los científicos de la NASA concluyeron que hasta el 75% de los compuestos orgánicos en Nakhla "pueden no ser contaminación terrestre reciente". [199] [205]
Esto despertó un interés adicional en este meteorito, por lo que en 2006 la NASA logró obtener una muestra adicional y más grande del Museo de Historia Natural de Londres. En esta segunda muestra se observó un gran contenido de carbono dendrítico. Cuando se publicaron los resultados y las pruebas en 2006, algunos investigadores independientes afirmaron que los depósitos de carbono son de origen biológico. Se comentó que dado que el carbono es el cuarto elemento más abundante en el Universo , encontrarlo en patrones curiosos no es indicativo ni sugestivo de origen biológico. [206] [207]
shergotty
El meteorito Shergotty , un meteorito marciano de 4 kilogramos (8,8 libras), cayó a la Tierra en Shergotty , India, el 25 de agosto de 1865, y fue recuperado por testigos casi de inmediato. [208] Está compuesto principalmente de piroxeno y se cree que ha sufrido una alteración acuosa preterrestre durante varios siglos. Ciertas características en su interior sugieren restos de una biopelícula y sus comunidades microbianas asociadas. [199]
Yamato 000593
Yamato 000593 es el segundo meteorito más grande de Marte encontrado en la Tierra. Los estudios sugieren que el meteorito marciano se formó hace unos 1.300 millones de años a partir de un flujo de lava en Marte . Un impacto se produjo en Marte hace unos 12 millones de años y expulsó el meteorito de la superficie marciana al espacio . El meteorito cayó en la Tierra, en la Antártida, hace unos 50.000 años. La masa del meteorito es de 13,7 kg (30 lb) y se ha descubierto que contiene evidencia de movimiento de agua en el pasado . [209] [210] [211] A nivel microscópico, se encuentran esferas en el meteorito que son ricas en carbono en comparación con las áreas circundantes que carecen de dichas esferas. Según los científicos de la NASA, las esferas ricas en carbono pueden haberse formado por actividad biótica . [209] [210] [211]
Estructuras similares a icnofósiles
Las interacciones organismo-sustrato y sus productos son biofirmas importantes en la Tierra, ya que representan evidencia directa del comportamiento biológico. [212] Fue la recuperación de productos fosilizados de interacciones vida-sustrato (icnofósiles) lo que ha revelado actividades biológicas en la historia temprana de la vida en la Tierra, por ejemplo, madrigueras proterozoicas, microperforaciones arcaicas y estromatolitos. [213] [214] [215] [216] [217] [218] Se han informado dos estructuras importantes similares a icnofósiles en Marte, es decir, las estructuras en forma de palo de Vera Rubin Ridge y los microtúneles de los meteoritos marcianos.
Las observaciones en Vera Rubin Ridge realizadas por el rover Curiosity del Laboratorio Espacial de Marte muestran estructuras milimétricas y alargadas preservadas en rocas sedimentarias depositadas en ambientes fluvio-lacustres dentro del cráter Gale. Los datos morfométricos y topológicos son exclusivos de las estructuras en forma de palo entre las características geológicas marcianas y muestran que los icnofósiles se encuentran entre los análogos morfológicos más cercanos de estas características únicas. [219] Sin embargo, los datos disponibles no pueden refutar completamente dos hipótesis abióticas principales, que son el craqueo sedimentario y el crecimiento de cristales evaporíticos como procesos genéticos de las estructuras.
Se han descrito microtúneles a partir de meteoritos marcianos. Consisten en microtúneles rectos o curvos que pueden contener áreas de mayor abundancia de carbono. La morfología de los microtúneles curvos es consistente con rastros biogénicos en la Tierra, incluidos rastros de microbioerosión observados en vidrios basálticos. [220] [221] [218] Se necesitan más estudios para confirmar la biogenicidad.
Géiseres
El congelamiento y descongelamiento estacional de la capa de hielo del sur da como resultado la formación de canales radiales en forma de araña tallados en hielo de 1 metro de espesor por la luz solar. Luego, el CO 2 sublimado (y probablemente el agua) aumentan la presión en su interior, produciendo erupciones parecidas a géiseres de fluidos fríos a menudo mezclados con arena o barro basáltico oscuro. [222] [223] [224] [225] Este proceso es rápido y se observa que ocurre en el espacio de unos pocos días, semanas o meses, una tasa de crecimiento bastante inusual en geología, especialmente para Marte. [226]
Un equipo de científicos húngaros propone que las características más visibles de los géiseres, manchas oscuras de dunas y canales de araña, pueden ser colonias de microorganismos fotosintéticos marcianos, que pasan el invierno bajo la capa de hielo y, a medida que la luz del sol regresa al polo a principios de la primavera, la luz penetra en el hielo, los microorganismos realizan la fotosíntesis y calientan su entorno inmediato. Una bolsa de agua líquida, que normalmente se evaporaría instantáneamente en la delgada atmósfera marciana, está atrapada a su alrededor por el hielo que la cubre. A medida que esta capa de hielo se adelgaza, los microorganismos se muestran en gris. Cuando la capa se ha derretido por completo, los microorganismos se secan rápidamente y se vuelven negros, rodeados por una aureola gris. [227] [228] [229] Los científicos húngaros creen que incluso un complejo proceso de sublimación es insuficiente para explicar la formación y evolución de las manchas oscuras de las dunas en el espacio y el tiempo. [230] [231] Desde su descubrimiento, el escritor de ficción Arthur C. Clarke promovió estas formaciones como merecedoras de estudio desde una perspectiva astrobiológica . [232]
Un equipo multinacional europeo sugiere que si hay agua líquida en los canales de las arañas durante su ciclo anual de descongelación, podrían proporcionar un nicho donde ciertas formas de vida microscópicas podrían haberse retirado y adaptado mientras estaban protegidas de la radiación solar. [233] Un equipo británico también considera la posibilidad de que materia orgánica , microbios o incluso plantas simples puedan coexistir con estas formaciones inorgánicas, especialmente si el mecanismo incluye agua líquida y una fuente de energía geotérmica . [226] También señalan que la mayoría de las estructuras geológicas pueden explicarse sin invocar ninguna hipótesis orgánica de "vida en Marte". [226] Se ha propuesto desarrollar el módulo de aterrizaje Mars Geyser Hopper para estudiar los géiseres de cerca. [234]
Contaminación directa
La protección planetaria de Marte tiene como objetivo prevenir la contaminación biológica del planeta. [235] Un objetivo importante es preservar el registro planetario de procesos naturales mediante la prevención de introducciones microbianas causadas por el hombre, también llamada contaminación directa . Hay abundante evidencia de lo que puede suceder cuando organismos de regiones de la Tierra que han estado aisladas unas de otras durante períodos de tiempo significativos se introducen en el entorno de otras. Las especies que están restringidas en un ambiente pueden prosperar –a menudo fuera de control– en otro ambiente, en gran detrimento de las especies originales que estaban presentes. En cierto modo, este problema podría agravarse si formas de vida de un planeta se introdujeran en la ecología totalmente extraña de otro mundo. [236]
La principal preocupación de que el hardware contamine Marte deriva de la esterilización incompleta de algunas bacterias terrestres resistentes ( extremófilos ) a pesar de los mejores esfuerzos. [28] [237] El hardware incluye módulos de aterrizaje, sondas estrelladas, eliminación de hardware al final de la misión y aterrizaje forzoso de los sistemas de entrada, descenso y aterrizaje. Esto ha impulsado la investigación sobre las tasas de supervivencia de microorganismos resistentes a la radiación, incluidas las especies Deinococcus radiodurans y los géneros Brevundimonas , Rhodococcus y Pseudomonas , en condiciones marcianas simuladas. [238] Los resultados de uno de estos experimentos de irradiación experimentales, combinados con modelos de radiación anteriores, indican que Brevundimonas sp. El MV.7, emplazado a sólo 30 cm de profundidad en el polvo marciano, podría sobrevivir a la radiación cósmica hasta 100.000 años antes de sufrir una reducción de población del 10,6 . [238] Los ciclos diurnos similares a los de Marte en temperatura y humedad relativa afectaron bastante gravemente la viabilidad de las células de Deinococcus radiodurans . [239] En otras simulaciones, Deinococcus radiodurans tampoco pudo crecer bajo baja presión atmosférica, por debajo de 0 °C o en ausencia de oxígeno. [240]
Supervivencia en condiciones marcianas simuladas
Desde la década de 1950, los investigadores han utilizado contenedores que simulan las condiciones ambientales de Marte para determinar la viabilidad de una variedad de formas de vida en Marte. Dichos dispositivos, llamados " frascos de Marte " o "cámaras de simulación de Marte", fueron descritos y utilizados por primera vez en la investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. en la década de 1950 por Hubertus Strughold , y popularizados en la investigación civil por Joshua Lederberg y Carl Sagan . [241]
El 26 de abril de 2012, los científicos informaron que un liquen extremófilo sobrevivió y mostró resultados notables sobre la capacidad de adaptación de la actividad fotosintética dentro del tiempo de simulación de 34 días en condiciones marcianas en el Laboratorio de Simulación de Marte (MSL) mantenido por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR). ). [242] [243] [244] [245] [246] [247] La capacidad de sobrevivir en un entorno no es lo mismo que la capacidad de prosperar, reproducirse y evolucionar en ese mismo entorno, lo que requiere más estudios. [29] [28]
Aunque numerosos estudios apuntan a la resistencia a algunas de las condiciones de Marte, lo hacen por separado y ninguno ha considerado la gama completa de condiciones de la superficie marciana, incluida la temperatura, la presión, la composición atmosférica, la radiación, la humedad, el regolito oxidante y otras, todas al mismo tiempo. al mismo tiempo y en combinación. [248] Las simulaciones de laboratorio muestran que siempre que se combinan múltiples factores letales, las tasas de supervivencia se desploman rápidamente. [29]
Salinidad y temperatura del agua.
Los astrobiólogos financiados por la NASA están investigando los límites de la vida microbiana en soluciones con altas concentraciones de sal a baja temperatura. [249] Es probable que cualquier masa de agua líquida debajo de los casquetes polares o bajo tierra exista bajo una alta presión hidrostática y tenga una concentración de sal significativa. Saben que se descubrió que el lugar de aterrizaje del módulo de aterrizaje Phoenix era regolito cementado con hielo de agua y sales, y que las muestras de suelo probablemente contenían sulfato de magnesio, perclorato de magnesio, perclorato de sodio, perclorato de potasio, cloruro de sodio y carbonato de calcio. [249] [250] [251] Se probó la supervivencia de bacterias terrestres capaces de crecer y reproducirse en presencia de soluciones altamente saladas, llamadas halófilas o "amantes de la sal", utilizando sales que se encuentran comúnmente en Marte y a temperaturas decrecientes. [249] Las especies analizadas incluyen Halomonas , Marinococcus , Nesterenkonia y Virgibacillus . [249] Las simulaciones de laboratorio muestran que siempre que se combinan múltiples factores ambientales marcianos, las tasas de supervivencia se desploman rápidamente, [29] sin embargo, las bacterias halófilas se cultivaron en un laboratorio en soluciones acuosas que contenían más del 25% de las sales comunes en Marte, y a partir de 2019 [ necesita actualización ] , los experimentos incorporarán la exposición a bajas temperaturas, sales y alta presión. [249]
Mars-1 fue la primera nave espacial lanzada a Marte en 1962, [254] pero la comunicación se perdió mientras se dirigía a Marte. Con Mars-2 y Mars-3 en 1971-1972, se obtuvo información sobre la naturaleza de las rocas superficiales y los perfiles de altitud de la densidad superficial del suelo, su conductividad térmica y las anomalías térmicas detectadas en la superficie de Marte. El programa descubrió que su casquete polar norte tiene una temperatura inferior a -110 °C (-166 °F) y que el contenido de vapor de agua en la atmósfera de Marte es cinco mil veces menor que en la Tierra. No se encontraron señales de vida. [255]
No se han encontrado signos de vida del programa espacial marciano AMS desde la órbita. El vehículo de descenso Mars-2 se estrelló al aterrizar, el vehículo de descenso Mars-3 se lanzó 1,5 minutos después de aterrizar en el cráter Ptolemaeus , pero funcionó sólo 14,5 segundos/ [256]
Marinero 4
La sonda Mariner 4 realizó el primer sobrevuelo exitoso del planeta Marte y obtuvo las primeras imágenes de la superficie marciana en 1965. Las fotografías mostraban un Marte árido sin ríos, océanos ni signos de vida. Además, reveló que la superficie (al menos las partes que fotografió) estaba cubierta de cráteres, lo que indica una falta de placas tectónicas y de erosión de cualquier tipo durante los últimos 4 mil millones de años. La sonda también descubrió que Marte no tiene un campo magnético global que proteja al planeta de los rayos cósmicos potencialmente mortales . La sonda pudo calcular que la presión atmosférica en el planeta era de aproximadamente 0,6 kPa (en comparación con los 101,3 kPa de la Tierra), lo que significa que no podría existir agua líquida en la superficie del planeta. [24] Después del Mariner 4, la búsqueda de vida en Marte pasó a ser una búsqueda de organismos vivos similares a bacterias en lugar de organismos multicelulares, ya que el entorno era claramente demasiado duro para ellos. [24] [257] [258]
Orbitadores vikingos
El agua líquida es necesaria para la vida y el metabolismo conocidos , por lo que si hubiera agua en Marte, las posibilidades de que hubiera sustentado vida pueden haber sido determinantes. Los orbitadores Viking encontraron evidencias de posibles valles fluviales en muchas zonas, erosión y, en el hemisferio sur, corrientes ramificadas. [259] [260] [261]
Experimentos biológicos vikingos
La misión principal de las sondas Viking de mediados de los años 1970 fue llevar a cabo experimentos diseñados para detectar microorganismos en el suelo marciano porque las condiciones favorables para la evolución de organismos multicelulares cesaron en Marte hace unos cuatro mil millones de años. [262] Las pruebas fueron formuladas para buscar vida microbiana similar a la que se encuentra en la Tierra. De los cuatro experimentos, sólo el experimento de Liberación Etiquetada (LR) arrojó un resultado positivo, [ dudoso – discutir ] mostrando una mayor producción de 14 CO 2 en la primera exposición del suelo al agua y nutrientes. Todos los científicos están de acuerdo en dos puntos de las misiones Viking: que en el experimento de Liberación Etiquetada se desprendió 14 CO 2 radiomarcado y que el GCMS no detectó moléculas orgánicas. Hay interpretaciones muy diferentes de lo que implican esos resultados: un libro de texto de astrobiología de 2011 señala que el GCMS fue el factor decisivo por el cual "Para la mayoría de los científicos vikingos, la conclusión final fue que las misiones Viking no lograron detectar vida en el suelo marciano". ". [263]
Norman Horowitz fue jefe de la sección de biociencia del Jet Propulsion Laboratory para las misiones Mariner y Viking de 1965 a 1976. Horowitz consideraba que la gran versatilidad del átomo de carbono lo convierte en el elemento con mayores posibilidades de aportar soluciones, incluso exóticas, a los problemas. de supervivencia de la vida en otros planetas. [264] Sin embargo, también consideró que las condiciones encontradas en Marte eran incompatibles con la vida basada en el carbono.
Uno de los diseñadores del experimento Labeled Release, Gilbert Levin , cree que sus resultados son un diagnóstico definitivo de vida en Marte. [24] Muchos científicos cuestionan la interpretación de Levin. [265] Un libro de texto de astrobiología de 2006 señaló que "Sin embargo, con muestras terrestres no esterilizadas, la adición de más nutrientes después de la incubación inicial produciría aún más gas radiactivo a medida que las bacterias latentes entraran en acción para consumir la nueva dosis de alimento. Esto fue No es cierto en el suelo marciano; en Marte, la segunda y tercera inyección de nutrientes no produjeron ninguna liberación adicional de gas etiquetado". [266] Otros científicos sostienen que los superóxidos en el suelo podrían haber producido este efecto sin que hubiera vida presente. [267] Un consenso casi general descartó los datos de Liberación Etiquetada como evidencia de vida, porque el cromatógrafo de gases y el espectrómetro de masas, diseñados para identificar la materia orgánica natural , no detectaron moléculas orgánicas. [185] Más recientemente, se detectaron altos niveles de sustancias químicas orgánicas , en particular clorobenceno , en el polvo extraído de una de las rocas, denominada " Cumberland ", analizada por el rover Curiosity . [268] [269] La comunidad de expertos en general considera que los resultados de la misión vikinga sobre la vida no son concluyentes. [24] [267] [270]
En 2007, durante un Seminario del Laboratorio Geofísico de la Carnegie Institution (Washington, DC, EE.UU.), se evaluó una vez más la investigación de Gilbert Levin . [185] Levin todavía mantiene que sus datos originales eran correctos, ya que los experimentos de control positivo y negativo estaban en orden. [271] Además, el equipo de Levin, el 12 de abril de 2012, informó una especulación estadística, basada en datos antiguos, reinterpretados matemáticamente mediante análisis de conglomerados , de los experimentos de Liberación Etiquetada , que pueden sugerir evidencia de "vida microbiana existente en Marte". [271] [272] Los críticos responden que aún no se ha demostrado que el método sea eficaz para diferenciar entre procesos biológicos y no biológicos en la Tierra, por lo que es prematuro sacar conclusiones. [273]
Un equipo de investigación de la Universidad Nacional Autónoma de México encabezado por Rafael Navarro-González concluyó que el equipo GCMS (TV-GC-MS) utilizado por el programa Viking para buscar moléculas orgánicas, puede no ser lo suficientemente sensible para detectar niveles bajos de materia orgánica. . [192] Klaus Biemann , el investigador principal del experimento GCMS en Viking, escribió una refutación. [274] Debido a la simplicidad del manejo de muestras, TV-GC-MS todavía se considera el método estándar para la detección orgánica en futuras misiones a Marte, por lo que Navarro-González sugiere que el diseño de futuros instrumentos orgánicos para Marte debería incluir otros métodos de detección. . [192]
Tras el descubrimiento de percloratos en Marte por el módulo de aterrizaje Phoenix , prácticamente el mismo equipo de Navarro-González publicó un artículo argumentando que los resultados del Viking GCMS estaban comprometidos por la presencia de percloratos. [275] Un libro de texto de astrobiología de 2011 señala que "si bien el perclorato es un oxidante demasiado pobre para reproducir los resultados de LR (bajo las condiciones de ese experimento, el perclorato no oxida los compuestos orgánicos), sí los oxida y, por lo tanto, los destruye a las temperaturas más altas utilizadas". en el experimento Viking GCMS." [276] Biemann también ha escrito un comentario crítico de este artículo de Navarro-González, [277] al que estos últimos han respondido; [278] el intercambio se publicó en diciembre de 2011.
Módulo de aterrizaje Phoenix , 2008
Concepto artístico de la nave espacial Phoenix.
La misión Phoenix aterrizó una nave espacial robótica en la región polar de Marte el 25 de mayo de 2008 y operó hasta el 10 de noviembre de 2008. Uno de los dos objetivos principales de la misión era buscar una "zona habitable" en el regolito marciano donde habitaran microbianos. podría existir vida, siendo el otro objetivo principal estudiar la historia geológica del agua en Marte. El módulo de aterrizaje tiene un brazo robótico de 2,5 metros que era capaz de cavar trincheras poco profundas en el regolito. Hubo un experimento de electroquímica que analizó los iones en el regolito y la cantidad y tipo de antioxidantes en Marte. Los datos del programa Viking indican que los oxidantes en Marte pueden variar con la latitud, y señalan que el Viking 2 vio menos oxidantes que el Viking 1 en su posición más al norte. Phoenix aterrizó aún más al norte. [279] Los datos preliminares de Phoenix revelaron que el suelo de Marte contiene perclorato y, por lo tanto, puede no ser tan propicio para la vida como se pensaba anteriormente. [280] [281] [194] El nivel de pH y salinidad se consideraba benigno desde el punto de vista de la biología. Los analizadores también indicaron la presencia de agua ligada y CO 2 . [282] Un análisis reciente del meteorito marciano EETA79001 encontró 0,6 ppm ClO 4 - , 1,4 ppm ClO 3 - y 16 ppm NO 3 - , muy probablemente de origen marciano. El ClO 3 − sugiere la presencia de otros oxicloros altamente oxidantes como ClO 2 − o ClO, producidos tanto por oxidación UV de Cl como por radiólisis por rayos X de ClO 4 − . Por lo tanto, sólo es probable que sobrevivan sustancias orgánicas altamente refractarias y/o bien protegidas (subsuperficiales). [283] Además, un análisis reciente del WCL de Phoenix mostró que el Ca(ClO 4 ) 2 en el suelo de Phoenix no ha interactuado con agua líquida de ninguna forma, tal vez durante 600 millones de años. Si así fuera, el Ca(ClO 4 ) 2 altamente soluble en contacto con el agua líquida habría formado sólo CaSO 4 . Esto sugiere un ambiente severamente árido, con interacción mínima o nula con agua líquida. [284]
La misión Mars Science Laboratory es un proyecto de la NASA que lanzó el 26 de noviembre de 2011 el rover Curiosity , un vehículo robótico de propulsión nuclear, que porta instrumentos diseñados para evaluar las condiciones de habitabilidad pasadas y presentes en Marte. [285] [286] El rover Curiosity aterrizó en Marte en Aeolis Palus en el cráter Gale , cerca de Aeolis Mons (también conocido como Monte Sharp), [287] [288] [289] [290] el 6 de agosto de 2012. [291] [ 292] [293]
El 16 de diciembre de 2014, la NASA informó que el rover Curiosity detectó un "aumento diez veces mayor", probablemente localizado, en la cantidad de metano en la atmósfera marciana . Las mediciones de muestras tomadas "una docena de veces durante 20 meses" mostraron aumentos a finales de 2013 y principios de 2014, con un promedio de "7 partes de metano por mil millones en la atmósfera". Antes y después de eso, las lecturas promediaban alrededor de una décima parte de ese nivel. [268] [269] Además, los bajos niveles de clorobenceno ( C 6h 5Cl ), fueron detectados en polvo perforado en una de las rocas, denominada " Cumberland ", analizada por el rover Curiosity . [268] [269]
La misión Mars 2020 de la NASA incluye el rover Perseverance . Lanzado el 30 de julio de 2020, su objetivo es investigar un entorno antiguo astrobiológicamente relevante en Marte. Esto incluye su historia y procesos geológicos superficiales , y una evaluación de su habitabilidad pasada y el potencial para la preservación de firmas biológicas dentro de materiales geológicos accesibles. [295] Perseverance ha estado en Marte durante 3 años y 46 días.
Misión de devolución de muestras a Marte : el mejor experimento de detección de vida propuesto es el examen en la Tierra de una muestra de suelo de Marte. Sin embargo, aún queda por resolver la dificultad de proporcionar y mantener soporte vital durante los meses de tránsito de Marte a la Tierra. Cumplir con los requisitos ambientales y nutricionales aún desconocidos es una tarea desalentadora, por lo que se concluyó que "la investigación de compuestos orgánicos basados en carbono sería uno de los enfoques más fructíferos para buscar signos potenciales de vida en muestras devueltas, en contraposición a los enfoques basados en cultivos". [298]
Colonización humana de Marte
Algunas de las principales razones para colonizar Marte incluyen intereses económicos, investigaciones científicas a largo plazo que es mejor que realicen humanos en lugar de sondas robóticas y pura curiosidad. Las condiciones de la superficie y la presencia de agua en Marte lo convierten posiblemente en el más hospitalario de los planetas del Sistema Solar , aparte de la Tierra. La colonización humana de Marte requeriría la utilización de recursos in situ ( ISRU ); Un informe de la NASA afirma que "las tecnologías de frontera aplicables incluyen la robótica, la inteligencia artificial, la nanotecnología, la biología sintética, la impresión 3D/ fabricación aditiva y la autonomía. Estas tecnologías combinadas con los vastos recursos naturales deberían permitir, antes y después de la llegada humana, a ISRU aumentar en gran medida la confiabilidad y la seguridad y reducir el costo de la colonización humana de Marte". [299] [300] [301]
Mapa interactivo de Marte
Mapa de imágenes interactivo de la topografía global de Marte . Pase el cursor tu ratónsobre la imagen para ver los nombres de más de 60 características geográficas destacadas y haga clic para vincularlas. El color del mapa base indica elevaciones relativas , basadas en datos del altímetro láser Mars Orbiter del Mars Global Surveyor de la NASA . Los blancos y marrones indican las elevaciones más altas (+12 a +8 kilómetros ); seguido de rosas y rojos (+8 a +3 kilómetros ); el amarillo es0 kilómetros ; Los verdes y los azules son elevaciones más bajas (hasta−8 kilómetros ). Los ejes son latitud y longitud ; Se observan las regiones polares .
Jardinería química – Demostración de cristalización de sales metálicas.Páginas que muestran descripciones breves de los objetivos de redireccionamiento
Zona habitable circunestelar : órbitas donde los planetas pueden tener agua superficial líquidaPáginas que muestran descripciones breves de los objetivos de redireccionamiento
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enlaces externos
Científico dice que es probable que exista vida en Marte hoy
El antiguo mar salado de Marte gana como logro científico más importante de 2004 – Journal Science
Un meteorito de Marte encontrado en la Tierra proporciona evidencia que sugiere que alguna vez existió vida microbiana en Marte
Revista Scientific American (edición de noviembre de 2005) ¿La vida vino de otro mundo?
Mapa de imágenes interactivo de la topografía global de Marte . Pase el cursor tu ratónsobre la imagen para ver los nombres de más de 60 características geográficas destacadas y haga clic para vincularlas. El color del mapa base indica elevaciones relativas , basadas en datos del altímetro láser Mars Orbiter del Mars Global Surveyor de la NASA . Los blancos y marrones indican las elevaciones más altas (+12 a +8 kilómetros ); seguido de rosas y rojos (+8 a +3 kilómetros ); el amarillo es0 kilómetros ; Los verdes y los azules son elevaciones más bajas (hasta−8 kilómetros ). Los ejes son latitud y longitud ; Se observan las regiones polares .![Análisis de muestras en Marte (SAM) de la roca "Cumberland".[294]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/dc/PIA17599-MarsCuriosityRover-CumberlandRock-Spectra-20121209.jpg/1280px-PIA17599-MarsCuriosityRover-CumberlandRock-Spectra-20121209.jpg)
