El Sistema Solar - Marte (IV)

Nuestro viaje por el Sistema Solar continúa. Nos encontramos, durante las últimas semanas, explorando Marte: en la primera entrega sobre el Planeta Rojo hablamos de generalidades y nuestras primeras ideas sobre él, en la segunda lo hicimos acerca de la impresionante geografía marciana y en la tercera nos centramos en las últimas misiones enviadas a Nirgal. Hoy nos dedicaremos a estudiar los indicios de vida presente o pasada en Marte y las interpretaciones y especulaciones que pueden hacerse, racionalmente, a partir de esos indicios.

Ilustración de Henrique Alvim Corréa para La Guerra de los Mundos de Wells.

Especulaciones sobre vida marciana ha habido prácticamente desde siempre: ya hablamos en la primera entrega sobre Marte de las ideas de Percival Lowell y su civilización marciana, que había construido los “canales” para llevar agua desde los polos al resto del planeta que se deshidrataba lentamente. Las ideas de Lowell, aunque erróneas, eran muy sugerentes, y fueron la semilla de La Guerra de los Mundos de H. G. Wells, una obra maestra de la ciencia-ficción. Los marcianos de Wells trataban de invadir la Tierra precisamente tratando de encontrar un nuevo hogar, ya que su mundo estaba muriendo poco a poco.

Desgraciadamente para los más soñadores, las observaciones a lo largo del siglo XIX y especialmente a partir de comienzos del XX pusieron fin a las especulaciones racionales sobre una civilización marciana o siquiera formas de vida avanzadas. Como dijimos al hablar de Lowell, los telescopios de mayor calidad mostraron que sus “canales” no eran tales, pero lo que dio un aldabonazo a las teorías más aventuradas fue el auge de la espectroscopía: al analizar los gases de la atmósfera marciana se observó que no contenía apenas oxígeno ni vapor de agua. El resto de datos que fueron llegando a lo largo del siglo XX mostraron, sin lugar a dudas, que si existía vida en Marte tenía que ser vida microscópica — la tenue atmósfera, la ausencia de agua líquida en la superficie, la ausencia de un campo magnético…

Naturalmente, aunque la ciencia descartase los “hombrecillos verdes”, todavía seguimos cargando con las consecuencias de las ideas de Lowell y similares. Cuando una de las sondas Viking envió esta fotografía, algunos vieron en ella una cara, un mensaje de una civilización extraterrestre para la nuestra:

Crédito: NASA.

Cuando la Mars Reconnaissance Orbiter pasó por el mismo sitio sacó otra foto, pero claro, esta vez con una resolución mucho mayor, y se reveló el verdadero aspecto de ese “monumento extraterrestre”, que aquí puedes ver paulatinamente superpuesto con la primera foto, para que veas en lo que se queda la famosa “cara” (gracias a Cad por el montaje):

Crédito: NASA (fotos originales)/Cad (montaje).

Que la ciencia descartase formas de vida avanzadas no significaba, sin embargo, que perdiéramos el interés por buscar vida en Marte: en primer lugar, aunque el descubrimiento de vida microbiana en otro planeta no fuera algo tan revolucionario como el de formas de vida macroscópicas (o incluso inteligentes), nada hacía ese descubrimiento imposible. Tal vez la vida marciana estaba ahí, pero a tamaños y en cantidades tan pequeños que no pudiéramos detectarla desde aquí. Tal vez no existía en la superficie, pero sí bajo ella. Además, el hecho de que no hubiera vida ahora no quiere decir que no la hubiera habido antes. Como vimos en la entrada anterior sobre el planeta, hace millones de años Marte sí tenía agua líquida, el efecto invernadero era mayor debido a una atmósfera más densa e incluso tenía un campo magnético apreciable, antes de que su núcleo se enfriase.

El problema, claro está, es que detectar vida microscópica, especialmente si no hay mucha, está escondida bajo la superficie o ha estado muerta durante millones de años, es realmente difícil. El primer intento decidido y bien preparado para detectar vida microbiana presente en Marte lo llevaron a cabo las dos sondas Viking, de las que ya hablamos en la primera entrega del artículo. Las Viking realizaron cuatro experimentos diferentes, muy ingeniosos, diseñados específicamente para detectar indicios de vida microscópica.

Agujeros excavados por Viking 1 para tomar muestras. Versión a 1042×512 px. Crédito: NASA.

El primero de ellos utilizó la cromatografía y la espectrometría de masas: calentaba muestras del suelo marciano a diferentes temperaturas, vaporizándolo y analizando a continuación los gases producidos con el espectrómetro. La sensibilidad de este aparato era enorme; era capaz de detectar elementos y moléculas presentes tan sólo en unas pocas partes por cada mil millones. Se detectaron incluso restos del jabón con el que se habían lavado las Viking en la Tierra, pero ni rastro de compuestos orgánicos en el planeta. Incluso las cantidades de átomos de carbono presentes eran menores aún que las obtenidas en muestras de rocas lunares.

El segundo experimento, el intercambio de gases, consistió en tomar muestras del suelo y encerrarlas en un recipiente con helio, un gas inerte. A continuación se proporcionaron a la muestra nutrientes orgánicos e inorgánicos y agua, y se utilizó la cromatografía para detectar la emisión de algún gas (metano, oxígeno, dióxido de carbono, lo que fuera) que mostrase la presencia de procesos metabólicos. Dicho mal y pronto, si alguien ahí dentro se estaba comiendo los nutrientes, probablemente emitiría algún gas de deshecho al cabo del tiempo. No se detectó nada.

Esquema del equipo de análisis biológico de las Viking. Crédito: NASA.

El experimento de desprendimiento pirolítico también me impresiona por su meticulosidad: las Viking llevaron a Marte monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO₂) que contenían carbono-14, un isótopo radiactivo del carbono que, al cabo del tiempo, se desintegra en carbono-12, que es estable. Tomaron muestras del suelo marciano y las encerraron en una “atmósfera” hecha de estos compuestos, similar a la marciana en composición pero con la peculiaridad de tener carbono-14 en vez del “normal”. Dejaron que pasara un tiempo con las muestras expuestas a la luz solar igual que estaban en el suelo: si había organismos fotosintéticos en la muestra, parte del carbono radiactivo sería absorbido por ellos. Al cabo de un tiempo retiraron la “falsa atmósfera” y calcinaron la muestra para analizar, con el espectrómetro de masas, el carbono que contenía. Se trataba de carbono-12: nadie había fijado el carbono de la “falsa atmósfera”.

Finalmente, el experimento de desprendimiento marcado trataba de detectar justo lo contrario: organismos heterótrofos. Lo lograba “marcando” diversos nutrientes biológicos con carbono-14. Este “caldo nutritivo” fue inyectado en la muestra de terreno: si había algo que se alimentase de ello, al cabo del tiempo y de que se produjesen procesos metabólicos se liberarían gases con carbono-14, especialmente dióxido de carbono. En este caso, al contrario que en todos los demás, sí hubo un resultado positivo: la primera vez que se inyectó el “caldo” en una muestra se observó, al cabo del tiempo, la presencia de carbono-14 en los gases sobre ella. El resto de las veces, por el contrario, no se detectó nada.

Algunos científicos consideraron, por lo tanto, que el experimento del “caldo” demostraba que existían organismos vivos en el suelo marciano: sin embargo, ¿por qué todos los demás experimentos dieron resultados negativos? ¿por qué sólo se detectó algo la primera vez que se realizó éste? Si había organismos vivos, ¿cómo es posible que el primer experimento no detectase absolutamente ninguna molécula orgánica en el planeta? Una posible explicación para el resultado positivo del experimento del “caldo nutritivo” sería que algún fuerte oxidante en el suelo marciano hubiera liberado el CO₂ “marcado” sin necesidad de la presencia de organismos vivos, pero ¿qué oxidante?

Cuando la sonda Phoenix, de la que hablamos en la entrada anterior, detectó la presencia de ión perclorato (ClO₄^-) en el suelo marciano, nos dio una explicación bastante razonable de todo el embrollo: el ión perclorato es un fuerte agente oxidante, y pudo haber sido el responsable de la liberación de CO₂ durante el experimento de las Viking. No lo sabemos, y no todo el mundo está de acuerdo en este asunto; algunos científicos siguen pensando que ese resultado de las Viking es una prueba de vida marciana. Mi opinión personal es que, mientras haya una explicación plausible que no exija la presencia de vida para explicar los resultados obtenidos, nuestra actitud debe ser de sano escepticismo. Puesto que, en este caso, es posible explicar el resultado positivo de ese experimento sin necesidad de recurrir a la presencia de vida pero, por el contrario, postular vida como la responsable de esos resultados lleva a contradicciones (por ejemplo, los negativos de los demás experimentos), mi opinión es que ese resultado, por sí mismo, no constituye la prueba de nada.

Ahí ves, de hecho, uno de los problemas al tratar de determinar la existencia o no de vida: muchos compuestos químicos que son productos del metabolismo de los seres vivos que conocemos también pueden producirse de otras maneras, y saber si vienen de uno u otro lado es complicado. Más fácil sería si pudiéramos detectar los organismos directamente: de ahí que también nos hayamos fijado mucho en los meteoritos de origen marciano, y hay unos cuantos en la Tierra.

Existen treinta y cuatro meteoritos de origen marciano en la Tierra de acuerdo con los archivos de la NASA. Por si te preguntas cómo diablos sabemos que vienen de Marte, sobre todos los meteoritos se realizan análisis de su composición química, isotópica y las características mineralógicas que poseen. Los 34 meteoritos a los que me refiero han sido etiquetados como “marcianos” porque sus características coinciden en un enorme grado con las del Planeta rojo, incluso hasta en las trazas de gases presentes en ellos tras su paso por la atmósfera marciana. Desde luego, alguno de ellos podría provenir de otro lugar química y geológicamente casi idéntico a Marte, pero dada la cercanía entre ambos planetas es muy probable que todos, o casi todos, provengan del Planeta Rojo.

De esos 34 meteoritos, 31 no tienen absolutamente ningún indicio de posible vida. Tres de ellos, sin embargo, sí los tienen: claro está, se trata de rocas que salieron de Marte hace millones de años, con lo que no sería vida presente sino pasada, pero seguiría tratándose de un descubrimiento sin precedentes si se confirmase. El problema es que, una vez más, es difícil, ¡incluso disponiendo de las rocas en la Tierra para experimentar a nuestro gusto con ellas!

Fragmento del meteorito de Shergotty. Crédito: NASA.

El meteorito de Shergotty se llama así porque cayó en Shergotty, en la India, en 1865. Se trata de una roca geológicamente joven (de “sólo” unos 165 millones de años) y lo que la hace interesante es que presenta estructuras que, en rocas terrestres, se producen como consecuencia de la presencia de biopelículas bacterianas. Naturalmente, de haber habido bacterias viviendo en el interior de la roca habrían desaparecido hace muchísimo tiempo, y no se han detectado restos concretos de ellas, de modo que, una vez más, se trata de un indicio sin confirmar.

El meteorito de Nakhla cayó en la región del mismo nombre de Egipto en 1911, y existen unos cuarenta fragmentos de él. Se han realizado diversas pruebas sobre este meteorito a lo largo de los años, desde observación con microscopios ópticos y electrónicos hasta pruebas cromatográficas y espectrométricas y la verdad es que la cosa “huele” a vida… pero otra vez sin confirmación. Existen estructuras en la roca que podrían ser nanobacterias fosilizadas –pero podrían no serlo–, y cantidades apreciables de moléculas orgánicas que pueden ser de origen marciano, o el resultado de su presencia en la Tierra y la contaminación biológica resultante. Para evitar este problema, la NASA consiguió en 2006 que el Museo de Historia Natural de Londres les proporcionase un fragmento de roca, que los científicos a continuación rompieron, para examinar el interior sin peligro de contaminación externa a lo largo de los años.

El resultado fue, no puedo llamarlo de otra manera, tentador: había carbono en estructuras dendríticas alargadas, algo inusual y que podría marcar los poros en los que hubieran vivido bacterias hace millones de años en la roca. Como digo, ninguno de estos indicios pasa de eso, de sospechas, porque ninguno requiere necesariamente de la vida para explicar su existencia, con lo que seguimos sin estar seguros.

Meteorito ALH 84001. Crédito: NASA.

Algo parecido sucede con el tercero de los tres, el meteorito ALH 84001. Éste es especial porque no fue encontrado hace muchísimos años en un lugar lleno de seres vivos, y no fue manipulado por multitud de personas antes de que los científicos pudieran examinarlo. ALH 84001 se encontró en 1984 en la Antártida (en las Colinas de Allan, Allan Hills, de ahí el nombre). Se trata, al contrario que el de Shergotty, de una roca antiquísima, de unos 4 600 millones de años, una de las más antiguas que se conocen en la Tierra o fuera de ella. Se piensa que cayó sobre la Tierra hace unos 13 000 años, y ha permanecido enterrado en el hielo antártico hasta que fue descubierto.

Posibles nanobacterias fósiles en ALH 84001. Crédito: NASA.

Al examinarlo con el microscopio electrónico, se observaron en él estructuras que bien podrían ser nanobacterias fósiles. También se detectaron moléculas orgánicas dentro de la roca que podrían ser restos de vida bacteriana. Este descubrimiento dio la vuelta al mundo y muchos echaron las campanas al vuelo, pero desgraciadamente, aunque suene aguafiestas, no creo que debamos hacerlo aún: se han obtenido estructuras similares en laboratorio sin la presencia de organismos vivos, con fenómenos de química puramente inorgánica. Además, aunque la Antártida sea un mejor lugar que la India o Egipto para mantener el meteorito libre de la influencia de la vida terrestre, también hay bacterias allí.

Como puedes ver, se trata de muchos indicios diferentes, ninguno de los cuales es concluyente pero todos juntos hacen que sospechemos –tan sólo sospechas, pero no son absurdas– que sí puede existir vida microscópica en Marte: y no hemos terminado. En el siglo XXI se han seguido produciendo observaciones diversas que van en la misma dirección. Una de las más significativas es la detección de cantidades apreciables de metano en la atmósfera marciana: lo observaron la Mars Express europea y telescopios terrestres, en cantidades de unas diez partes por cada mil millones (para que te hagas una idea, en la Tierra preindustrial la concentración era unas setenta veces mayor que en Marte).

Esto puede parecer muy poco, pero es sospechoso porque el metano no dura mucho tiempo en la atmósfera marciana: en unos años es “roto” por la radiación solar y desaparece. Por lo tanto, la presencia de metano en la atmósfera marciana indica necesariamente que hay fuentes que lo producen según hablamos. Los modelos actuales indican que, para mantener esa concentración de forma estable, deben estar produciéndose unas 270 toneladas de metano al año en el Planeta Rojo, y algunas de las fuentes de metano que conocemos en la Tierra son seres vivos, como tú mismo, estimado lector (tanto es así que suele oirse por ahí que nuestros pedos huelen mal porque contienen este gas, algo totalmente falso).

Pero el problema es que hay otras fuentes no biológicas íe metano atmosférico, como procesos geológicos y especialmente volcánicos. ¡Estamos en lo de siempre! Una vez más, hay una observación que nos hace sospechar la presencia de vida… pero no la garantiza. Hemos seguido observando el metano marciano con interés, y recientemente la Agencia Espacial Europea anunció que el metano de Marte no está uniformemente distribuido por el planeta, sino que hay regiones en las que está especialmente concentrado, y en esas regiones también hay una mayor concentración de vapor de agua. ¡Mas sospechas!

Concentración de metano en Marte. Crédito: NASA.

Afortunadamente, existen diferencias observables en los procesos biológicos y no biológicos que producen metano. Por un lado, cuando los seres vivos emiten metano esa emisión suele estar acompañada de la de etano. Por otro lado, el metano biológico, al contener carbono absorbido probablemente de la atmósfera, tendrá una proporción de carbono-14 que no puede tener el metano producido por procesos puramente geológicos. De modo que seguimos mirando con cuidado y en unos años, tal vez, tendremos la respuesta a este particular dilema. El Mars Science Laboratory que mencionamos hace un par de semanas dispone de un espectrómetro de masas capaz de distinguir entre metano biológico y no biológico, pero todavía tenemos que esperar para eso.

Por otro lado, fíjate que he dicho “suele estar acompañada” y “absorbido probablemente de la atmósfera”. La observación de etano asociado al metano, o la observación de proporciones altas de carbono-14 en el metano, serían pruebas casi seguras de la existencia de organismos vivos productores del gas, pero es posible que esos organismos existan pero que no emitan etano, o que sean bacterias extremófilas que vivan a gran profundidad bajo el suelo y que no obtengan el carbono de la atmósfera, con lo que no exista apenas carbono-14 en el metano que emiten y que acaba saliendo a la atmósfera. ¡Es difícil estar totalmente seguros!

Imagen tomada por la Mars Global Surveyor. Crédito: NASA.

Finalmente, mi indicio favorito de vida marciana (no por su relevancia científica, sino simplemente porque mola) lo constituyen unas curiosas manchas oscuras en ciertas dunas. Fueron observadas en primer lugar por la Mars Global Surveyor, la sonda que realizó el mapa topográfico que fue la base de la segunda entrega de la serie, y son bastante misteriosas.

Estas manchas aparecen cada año en ciertas regiones entre 60º y 80º de latitud sur en el planeta, a principios de la primavera. El hielo empieza a fundirse y en determinados lugares aparecen manchas oscuras. El 70% de ellas aparecen cada año en el mismo sitio, y al cabo de un tiempo su color cambia de gris a negro. En la entrega anterior mostramos una foto de dunas con hielo de CO₂ sublimándose y revelando la superficie basáltica por debajo, y esto es similar… sólo que la forma de las manchas es muy peculiar, como puedes ver en la foto de arriba y en ésta otra:

Imagen tomada por la Mars Reconnaissance Orbiter. Crédito: NASA.

Un equipo de astrónomos del observatorio húngaro de Konkoly propusieron en 2001 que estas manchas pueden ser colonias de organismos fotosintéticos. De ser así, las manchas se producirían de la siguiente manera: cuando se acerca la primavera, estos organismos (que están en la superficie de separación entre el suelo y el hielo) empiezan a recibir una mayor cantidad de radiación solar a través del hielo. Realizan la fotosíntesis y se multiplican, calentando el hielo a su alrededor levemente y haciendo que parte de él se funda. Normalmente, como dijimos ya al hablar de la atmósfera del planeta, las condiciones de presión en Marte hacen que el agua esté en forma sólida o gaseosa, pero no líquida, pero la capa de hielo que la cubre en este caso permite su existencia en forma de líquido y favorece el desarrollo de estos organismos.

Según pasa el tiempo los organismos –de existir, insisto– prosperan, pero llega un momento en el que el hielo desaparece completamente, exponiéndolos a la atmósfera marciana y haciendo que el agua se evapore. Los organismos se secan y mueren, o entran en estado vegetativo, hasta el siguiente año marciano. Desde luego, sucede lo mismo que en el resto de indicios que he mencionado en el artículo: existen procesos que no involucran seres vivos que pueden producir manchas similares, aunque algunos científicos no están convencidos de que los modelos propuestos puedan explicar exactamente estas estructuras. Además, ¿cómo logran sobrevivir estos organismos a la radiación cósmica? La capa de hielo que los cubre no es suficiente para detenerla.

Desgraciadamente, no hay ninguna misión planeada a estas regiones “manchadas”, de modo que tendremos que esperar para saber cuál es el origen de esas manchas. Siento que todas las historias de hoy acaben igual, pero así son las cosas…

Actualmente, las teorías más aceptadas sugieren que, de haber vida en Marte, ésta se encuentra muy probablemente a una profundidad de al menos 7,5 metros bajo la superficie y seguramente aún más abajo. La razón es doble: por un lado, la ausencia de un campo magnético en Marte supone que la radiación cósmica produciría graves daños sobre los ácidos nucleicos de posibles organismos vivos en la superficie o cerca de ella, mientras que a más de ocho metros de profundidad bajo el suelo éste sirve de “escudo” que protegería los núcleos celulares de los rayos cósmicos.

La segunda razón es que, a mayor profundidad la temperatura es mayor, y es posible la existencia permanente de agua líquida. Por lo tanto, no es descabellado pensar en la existencia de formas de vida extremófilas asociadas a lugares volcánicos, capaces de vivir sin la luz del Sol, como sucede con algunas formas de vida de nuestro propio planeta. Es probable, por tanto, que si en el futuro encontramos vida en Marte, sea vida microbiana, aferrándose con uñas y dientes (o flagelos y cilios, o lo que sea) a su existencia en condiciones extremas, arrancando la energía de fuentes precarias y sobreviviendo a duras penas en un planeta hostil. Tal vez no sea lo mismo que los hombrecillos verdes de Lowell, pero ¿no sería algo maravilloso verlo?

Carl Sagan junto a una réplica de las Viking. Versión a 3678×2468 px. Crédito: NASA.

La existencia de vida en Marte, si se confirma, nos crearía un dilema moral: el Planeta Rojo es un destino natural para nosotros en la exploración y colonización del Sistema Solar, por su cercanía y similitud con el nuestro. Pero, de haber vida allí, nuestra presencia la alteraría e incluso, tal vez, la haría desaparecer. Algunos científicos, como Carl Sagan, han hecho pública su preferencia por dejar Marte en paz si existe vida en él. Sin embargo, se trata probablemente del lugar del Sistema Solar que más fácilmente podemos hacer similar a la Tierra… ¿renunciaríamos a algo así para proteger la vida nativa? Conociendo al ser humano, mi impresión es que, si hay un posible beneficio al colonizar el planeta, no renunciaríamos a ello, aunque tiendo a estar de acuerdo con Sagan en lo que me gustaría que pasara.

Y de eso hablaremos precisamente en la última entrega dedicada a Marte: de una posible colonización y terraformación del Planeta Rojo. ¿Cómo hacer un cuasi-gemelo de la Tierra?

Accede al resto de la serie desde aquí.

Vía El Tamíz