Se identificaron por primera vez siete moléculas orgánicas en Marte, lo que amplía nuestra comprensión de los tipos de preservación molecular posibles en la superficie marciana.
Tras años de trabajo de laboratorio, se han obtenido los resultados: una roca perforada y analizada en 2020 por el rover Curiosity de la NASA contiene la colección más diversa de moléculas orgánicas jamás encontrada en el Planeta Rojo. De las 21 moléculas que contienen carbono identificadas en la muestra, siete se detectaron por primera vez en Marte.
Los científicos desconocen si estas moléculas orgánicas se crearon mediante procesos biológicos o geológicos —ambas posibilidades son válidas—, pero su descubrimiento confirma que el Marte primitivo poseía la composición química adecuada para albergar vida. Además, estas moléculas se suman a una creciente lista de compuestos que se sabe que se conservan en las rocas incluso después de miles de millones de años de exposición a la radiación en Marte, la cual puede degradarlas con el tiempo.
Los hallazgos se detallan en un nuevo artículo publicado el martes en Nature Communications.
La muestra de roca, apodada “Mary Anning 3” en honor a una paleontóloga y coleccionista de fósiles inglesa, fue recolectada en una zona del Monte Sharp cubierta por lagos y arroyos hace miles de millones de años. Este oasis experimentó múltiples crecidas y desecaciones en el pasado remoto del planeta, enriqueciendo la zona con minerales arcillosos, especialmente eficaces para preservar compuestos orgánicos: moléculas que contienen carbono, componentes básicos de la vida y presentes en todo el sistema solar.
Entre las moléculas recién identificadas se encuentra un heterociclo de nitrógeno, un anillo de átomos de carbono que incluye nitrógeno. Este tipo de estructura molecular se considera precursora del ARN y el ADN, dos ácidos nucleicos fundamentales para la información genética.
“Este hallazgo es muy significativo, ya que estas estructuras pueden ser precursoras químicas de moléculas nitrogenadas más complejas”, afirmó la autora principal del artículo, Amy Williams, de la Universidad de Florida en Gainesville. “Nunca antes se habían encontrado heterociclos de nitrógeno en la superficie marciana ni se habían confirmado en meteoritos marcianos”.
Otro descubrimiento fascinante fue el benzotiofeno, una molécula que contiene carbono y azufre y que se ha encontrado en numerosos meteoritos. Algunos científicos creen que estos meteoritos, junto con las moléculas orgánicas que contienen, fueron el origen de la química prebiótica en el sistema solar primitivo.
Química marciana
El nuevo estudio complementa el hallazgo del año pasado de las moléculas orgánicas más grandes jamás descubiertas en Marte: hidrocarburos de cadena larga, como el decano, el undecano y el dodecano.
«Esto demuestra la excelencia de Curiosity y de nuestro equipo. Decenas de científicos e ingenieros trabajaron arduamente para localizar este sitio, perforar la muestra y realizar estos descubrimientos con nuestro increíble robot», declaró Ashwin Vasavada, científico del proyecto de la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. «Esta colección de moléculas orgánicas refuerza la posibilidad de que Marte albergara vida en el pasado remoto».
Ambos conjuntos de hallazgos se obtuvieron con un sofisticado minilaboratorio llamado Análisis de Muestras en Marte (SAM), ubicado en la parte inferior del rover Curiosity. Un taladro en el extremo del brazo robótico del rover pulveriza una muestra de roca cuidadosamente seleccionada y luego la introduce en el SAM, donde un horno de alta temperatura calienta el material, liberando gases que los instrumentos del laboratorio analizan para revelar la composición de la roca.
Además, el SAM puede realizar análisis químicos húmedos, introduciendo muestras en un pequeño recipiente con disolvente. Las reacciones resultantes pueden descomponer moléculas más grandes que serían difíciles de detectar e identificar de otro modo. Si bien el instrumento cuenta con varios recipientes de este tipo, solo dos contienen hidróxido de tetrametilamonio (TMAH), una solución potente reservada para las muestras de mayor valor. La muestra Mary Anning 3 fue la primera en ser expuesta al TMAH.
Para verificar las reacciones del TMAH con materiales de otro mundo, los autores del artículo también probaron la técnica en la Tierra con un fragmento del meteorito Murchison, uno de los meteoritos más estudiados de todos los tiempos. Con más de 4 mil millones de años de antigüedad, Murchison contiene moléculas orgánicas que se sembraron en todo el sistema solar primitivo. Se descubrió que una muestra de Murchison expuesta a TMAH descomponía moléculas mucho más grandes en algunas de las que se observaron en Mary Anning 3, incluido el benzotiofeno. Este resultado confirma que las moléculas marcianas encontradas en Mary Anning 3 podrían haberse generado a partir de la descomposición de compuestos aún más complejos relevantes para la vida.
Recientemente, Curiosity utilizó su segundo y último recipiente de TMAH mientras exploraba crestas reticulares formadas por antiguas aguas subterráneas. El equipo de la misión analizará estos resultados para un futuro artículo revisado por pares.
Un avance pionero para futuras misiones
Construido por el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, el SAM se basa en instrumentos de laboratorio comerciales de mayor tamaño. Para integrar un equipo tan complejo en el rover, los ingenieros tuvieron que reducir drásticamente su tamaño y desarrollar un sistema que permitiera su funcionamiento con menor consumo energético. Los científicos tuvieron que aprender a calentar el horno del SAM más lentamente y durante periodos más prolongados para poder realizar algunos de estos experimentos.
«Fue toda una hazaña descubrir cómo realizar este tipo de experimentos químicos por primera vez en Marte», afirmó Charles Malespin, investigador principal del instrumento en el Centro Goddard de la NASA y coautor del estudio. «Pero ahora que hemos adquirido experiencia, estamos preparados para realizar experimentos similares en futuras misiones».
De hecho, el Centro Goddard de la NASA ha proporcionado varios componentes, incluido el espectrómetro de masas, para una versión de próxima generación del SAM, denominada Analizador Molecular Orgánico de Marte, destinada al rover Rosalind Franklin de la ESA (Agencia Espacial Europea). Un instrumento similar, el espectrómetro de masas Dragonfly, explorará Titán, la luna de Saturno, a bordo del helicóptero Dragonfly de la NASA. Ambos instrumentos podrán realizar análisis químicos húmedos con el disolvente TMAH.
Más información sobre Curiosity
Curiosity fue construido por el JPL, gestionado por Caltech en Pasadena, California. El JPL lidera la misión en nombre de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington, como parte del Programa de Exploración de Marte de la NASA.
Para obtener más información en Inglés sobre el Curiosity, visite https://science.nasa.gov/mission/msl-curiosity
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA / JPL-Caltech