Los científicos de Caltech lanzan lo que podría ser la mejor oportunidad de la humanidad para encontrar signos de vida extraterrestre
Mientras el rover Mars Perseverance de la NASA explora el cráter Jezero en el planeta rojo, los científicos de Caltech se lanzan con entusiasmo a lo que posiblemente sea la mejor oportunidad de la humanidad para encontrar signos antiguos de vida extraterrestre hasta la fecha.
En un esfuerzo por garantizar que el Perseverance aterrice de forma segura, los ingenieros del JPL, que Caltech administra para la NASA, dirigieron el rover para que aterrizara a unos 5 kilómetros de lo que muchos creen que es su destino más tentador: los restos de un delta donde, a unos 3,7 Hace mil millones de años, un antiguo río desembocaba en un lago durante una época en la que todavía fluía agua líquida en la superficie de Marte. Estableciendo récords de velocidad en el suelo del cráter, el rover llegó al delta en abril de 2022 y ahora está investigando y recolectando muestras .
Si está buscando señales de que alguna vez existió vida en Marte, los científicos dicen que delta es un gran lugar para buscar, razón por la cual el equipo de Perseverance lo apuntó en primer lugar. Hasta ahora, Perseverance ha estado rodando sobre regolito (roca marciana triturada que existe en forma de polvo fino por toda la superficie) y rocas ígneas.
“En términos del principal objetivo de la misión de buscar signos de vida antigua, el delta es el objetivo de mayor prioridad”, dice Ken Farley, científico del proyecto de perseverancia y profesor de geoquímica de la Fundación WM Keck. Esto se debe a que las características geológicas inherentes a la formación del delta lo convierten en un lugar probable para haber sellado evidencia orgánica de vida en sedimentos de grano fino que no tienen mucho espacio poroso para que los fluidos entren y destruyan más tarde. “En términos más generales, un lago es un buen lugar para vivir”, dice Farley,
Eso no quiere decir que el rover no haya encontrado ya un terreno interesante. Meses después de que el rover aterrizara en febrero de 2021, se descubrió que gran parte de la base del cráter Jezero está formada por rocas ígneas, a diferencia de las rocas sedimentarias, lo que sorprendió a algunos.
Las rocas ígneas (como el basalto que forma cadenas de islas como Hawái) son flujos enfriados de magma que se han solidificado bajo tierra o surgido durante erupciones volcánicas desde el interior de cualquier planeta en el que se formaron. Las rocas sedimentarias, por otro lado, son el resultado de rocas que se erosionaron en granos finos y luego se cementaron en una sola roca a través del calor, la presión y los procesos químicos.
Si alguna vez ha notado capas sobre capas de roca en un acantilado cerca de una playa o en una ladera que ha sido demolida para una autopista, es probable que se trate de roca sedimentaria. Cada una de las capas representa una era diferente de deposición, generalmente de un río, lago u océano.
“Las rocas ígneas en el centro del cráter Jezero fueron una gran sorpresa para nosotros, y nos tomó mucho tiempo darnos cuenta de lo que estábamos viendo”, dice Kelsey Moore, investigadora asociada postdoctoral en ciencia planetaria. La presencia de las rocas es una pista que arroja luz sobre la formación del cráter y su historia, lo que podría resultar crucial si de hecho se descubren signos de vida en las cercanías.
“El hallazgo de rocas ígneas en el suelo del cráter dice que Jezero es más complejo que el modelo de una cuenca lacustre que se va llenando de sedimentos con el tiempo, siendo el delta el último accidente geográfico”, dice Bethany Ehlmann, profesora de ciencias planetarias y director asociado del Instituto Keck de Estudios Espaciales. “Dice que la región ha tenido una rica historia geológica que ha tenido procesos tanto ígneos como sedimentarios”.
Además, las rocas ígneas que Perseverance ha muestreado hasta ahora muestran signos de alteración mineral por el agua, así como compuestos orgánicos, como señalaron Eva Scheller (PhD ’22) y sus colegas en la Conferencia de Ciencias Lunar y Planetaria en marzo de 2022. Este hallazgo respalda estudios previos que indican que el cráter Jezero podría haber sido habitable hace miles de millones de años.
Cabe señalar que, a pesar de su nombre, los compuestos orgánicos (compuestos químicos con enlaces de carbono e hidrógeno) no son evidencia directa de vida en sí mismos. Pueden ser creados a través de procesos biológicos.
“Una formación rocosa no es una sola instantánea en el tiempo, sino el resultado agregado de eones de evolución”, dice Moore. “Las rocas ígneas podrían indicar que el agua en el cráter era periódica”. La alteración acuosa de las rocas ígneas incluso plantea la posibilidad de un lago con manantiales o fumarolas hidrotermales, como los que sustentan la vida microbiana en las profundidades del océano en la Tierra, dice Ehlmann.
Dicho esto, Perseverance ha puesto su mirada en el delta desde el principio. Por su naturaleza, los deltas de los ríos, por ejemplo, el delta donde el río Mississippi se encuentra con el Golfo de México, son sedimentarios. Estos accidentes geográficos se crean cuando un río que fluye rápidamente termina en un cuerpo de agua más profundo y de movimiento más lento, como un lago o un océano. Cuando esto ocurre, el agua que fluía en el río se abre en abanico y se ralentiza abruptamente, y las rocas y los sedimentos arrastrados por el río caen al fondo del agua. La capacidad de un río para transportar rocas y otros objetos se basa en gran medida en su velocidad: cuanto más rápido se mueve el agua, más rocas puede transportar. La deposición crea agregaciones de arcillas y arena que eventualmente se convierten en rocas sedimentarias.
“En la Tierra, los deltas son donde los materiales finos pueden ser transportados por el sistema fluvial para acumularse en las aguas tranquilas donde se forma un delta”, dice John Grotzinger, profesor de geología de Harold Brown y presidente de liderazgo de Ted y Ginger Jenkins de la División de Ciencias Geológicas y Planetarias (GPS). “Cuando el flujo del río se entromete en un cuerpo de agua estancada, se expande lateralmente y se ralentiza, y todas las partículas finas como arcilla y materia orgánica se asientan. Si había microorganismos en el lago, o en el fondo del lago, pueden quedar atrapados y conservarse. Los deltas son un gran lugar para explorar en busca de carbono y posiblemente señales de vida”. Este tentador potencial de descubrimiento es la razón por la que Perseverance lo llevó a un ritmo sin precedentes hacia el delta.
La gran concentración fortuita (y con visión de futuro) de geoquímicos en Caltech que se preparan para analizar sedimentos marcianos refleja una situación similar de dos generaciones antes, cuando Caltech era el hogar de geólogos, geofísicos y geoquímicos que estaban entre los que estaban al frente de la línea para analizar muestras lunares traídas a casa por los astronautas del Apolo. Entre los más de 100 científicos seleccionados por la NASA para estudiar el material lunar en 1969 se encontraban seis profesores de Caltech.: geólogo y geofísico Gerald Wasserburg, geólogo Leon Silver (PhD ’55), geoquímico Samuel Epstein, geoquímico Clair Patterson, geoquímico nuclear Donald Burnett y geólogo Hugh Taylor Jr. (BS ’54, PhD ’59). Wasserburg lideró notablemente la creación de Lunatic I, un espectrómetro de masas para realizar mediciones de alta precisión de muestras lunares obtenidas por las misiones Apolo; mientras que Silver instruyó a los astronautas del Apolo sobre geología y selección de muestras lunares.
“La geología planetaria se inventó esencialmente en Caltech. La proximidad al JPL y el pequeño tamaño de Caltech permitieron una estrecha colaboración entre los científicos de la división de GPS y la división de PMA [Física, Matemáticas y Astronomía] con los ingenieros del JPL”, dice Grotzinger. El nuevo Centro Caltech para la Evolución Planetaria Comparada busca estimular las colaboraciones actuales y futuras del tipo que necesita el equipo del rover Perseverance para identificar objetivos atractivos que pueden contener firmas biológicas.
Sin embargo, el delta es un lugar grande. Entonces, ¿a dónde debería ir el rover, que tiene una vida útil operativa limitada y un número finito de muestras que puede recolectar?
Oak Kanine, estudiante graduado en geología, ha estado analizando el delta desde arriba (a través de imágenes del Mars Reconnaissance Orbiter, o MRO) para ayudar a trazar el camino de Perseverance al aprender más sobre la estructura general del delta, lo que a su vez ayuda a identificar objetivos potencialmente interesantes.
“El rover nos brinda datos absolutamente increíbles, detallados y de alta resolución. Pero desde el punto de vista en el que estamos, incluso una pequeña porción del delta parece una colina que abarca nuestro campo de visión”, dice Kanine. “Estoy tratando de obtener una imagen más amplia y a mayor escala de la arquitectura delta”.
Mediante el uso de imágenes estéreo, es decir, dos imágenes tomadas de la misma ubicación desde la órbita a poca distancia de distancia, Kanine y sus colegas pueden recopilar datos sobre los cambios de elevación y, a su vez, utilizarlos para construir un modelo tridimensional del cráter. y delta.
“La pregunta principal en este momento es dónde debemos tomar muestras que tengan más probabilidades de preservar las firmas biológicas si están presentes”, dice Kanine. “Eso significa buscar sedimentos de grano fino, que tienen más probabilidades de enterrar y preservar microbios potenciales y crear firmas biológicas”.
Kanine analiza el buzamiento, o inclinación, de las capas de roca para extraer información sobre el entorno de depósito y evaluar dónde es más probable que se encuentre el material de grano fino. A medida que el flujo de los canales de los ríos en los deltas ingresa a cuerpos de agua estancada, como lagos, la velocidad del agua disminuye rápidamente. Los sedimentos más gruesos que el río ya no puede transportar comienzan a desmoronarse en este punto, formando lechos inclinados, mientras que los granos más pequeños (como las arcillas) se adentran más en el lago, asentándose para formar capas casi horizontales.
“Estamos buscando esas transiciones a camas planas donde podemos decir, ‘Está bien, es más probable que tenga lo que estamos buscando’”, dice Kanine. “Desde la órbita, podemos identificar algunos candidatos y, en función de estos, podemos ayudar a dirigir el rover hacia objetivos prometedores para un muestreo potencial”.
Sin embargo, queda por ver si esos lugares prioritarios contienen signos de vida antigua. Moore dice que las personas que esperan señales de vida no deben esperar una pistola humeante.
“Tenga en cuenta que estamos haciendo ciencia en Marte. Es una hazaña increíble”, dice. “Trato de moderar mis expectativas. En la Tierra, cuando encontramos un fósil como un hueso de dinosaurio, es muy obvio que es un fósil. Pero cuando busca signos de microbios que pueden haber existido hace miles de millones de años en otro planeta, es probable que sea menos obvio”.
Es probable que esa evidencia sea una agregación de datos recopilados de numerosas muestras, y cualquier declaración positiva de signos de vida bien puede tener que esperar al análisis de muestras en laboratorios terrestres después de esas misiones.
“Si encontramos evidencia de una roca que tiene potencial de conservación de biofirmas, no creo que sea algo de lo que podamos decir inmediatamente que contiene signos de vida”, dice Moore. “Lo más probable es que lo que va a pasar es que veamos algunas cosas que son emocionantes y tentadoras, pero necesitará más estudio. La carga de la prueba es tan alta que vamos a tener que llevar muestras a casa y realmente someterlas a una ronda rigurosa de pruebas de laboratorio”.
Perseverance viene equipado con numerosos instrumentos destinados a sondear los sedimentos del delta, incluido SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals), que utiliza cámaras, espectrómetros y un láser para buscar material orgánico y minerales que hayan sido alterados por el agua. ambientes; Mastcam-Z, una cámara montada en un mástil que toma video de alta definición, color panorámico e imágenes en 3D; PIXL (Instrumento planetario para litoquímica de rayos X), que mide la composición química de las rocas; y SuperCam, una cámara equipada con un láser para eliminar el polvo y espectrómetros para analizar muestras.
“El beneficio de SHERLOC y PIXL es que toman datos a 100 micrones por punto o menos”, dice Farley. “Estaremos viendo cuáles son los minerales, cuáles son los cementos, lo que nos da pistas sobre cuál era el pH [la acidez] de las aguas”. Mientras tanto, la poderosa cámara de Mastcam-Z ayudará a los científicos a comprender la historia del flujo de agua en el cráter. El análisis del tamaño del grano y las capas ofrecerán pistas sobre la profundidad del agua en un lugar determinado y qué tan rápido fluían las aguas.
Incluso si no se descubren signos de vida pasada, el análisis del cráter Jezero será un paso firme para aprender más sobre la evolución de nuestro vecino planetario más cercano, y aún puede haber conexiones con el origen de la vida en la Tierra. Si bien es posible que la vida no haya surgido en Marte, es posible que haya un registro de pasos precursores clave que no llegaron a la etapa de autorreplicación. Las muestras devueltas se pueden examinar en busca de moléculas orgánicas complejas que representen esos pasos iniciales, y estas pueden guiarnos para completar los “eslabones perdidos” sobre cómo pudo haber comenzado la vida en la tierra.