El análisis de los sedimentos recogidos por el róver Curiosity de la NASA en el cráter Gale de Marte ha servido a los científicos para afinar el posible origen del carbono en el planeta rojo, que en la Tierra está asociada a los procesos biológicos, y tratar de acercarse un poco más a su desconocido pasado.
Tras analizar los isótopos de carbono de las muestras tomadas por el róver en media docena de lugares del cráter, los científicos han reducido a tres las explicaciones plausibles para el origen del carbono: polvo cósmico, degradación del dióxido de carbono provocada por la radiación o degradación por la radiación ultravioletas del metano producido biológicamente.
En un artículo publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), los autores que plantean estos tres escenarios concluyen también que los tres son «poco convencionales» comparados con los procesos en la Tierra.
Desde agosto de 2021, el Curiosity ha recorrido el cráter Gale tomando muestras de capas de roca antigua, y enviando los resultados a la Tierra para su interpretación.
El carbono tiene dos isótopos estables, 12 y 13. Medir las cantidades de cada uno en una sustancia puede ayudar a determinar el ciclo del carbono y averiguar detalles sobre cómo fue, incluso si ocurrió hace mucho tiempo.
Para obtener las muestras, el Curiosity perforó la superficie de la roca antigua, recuperó muestras de capas sedimentarias enterradas y las calentó para separar los productos químicos.
El carbono producido por esta pirólisis mostró una amplia gama de cantidades de carbono 12 y carbono 13, según dónde o cuándo se había formado la muestra. Algo de carbono se empobreció excepcionalmente en carbono 13 mientras que otras muestras se habían enriquecido.
Parte del paisaje marciano donde se tomaron muestras.
Las muestras son similares a sedimentos antiguos en la Tierra
«Las muestras extremadamente empobrecidas en carbono 13 son parecidas a las tomadas en Australia de sedimentos que tenían 2.700 millones de años», explica Christopher H. House, investigador de la Universidad de Pensilvania.
«Esas muestras fueron causadas por la actividad biológica cuando el metano fue consumido por antiguas esteras microbianas, pero no necesariamente podemos decir eso en Marte porque en ese planeta se pueden haber formado a partir de materiales y procesos distintos de los de la Tierra», precisa el investigador.
No obstante, como el carbono es la base de toda la vida en la Tierra, descubrir carbono en otros planetas siempre entusiasma a los científicos.
«Lo más difícil es desprenderse de la Tierra y dejar de lado ese prejuicio que tenemos y tratar de adentrarnos realmente en los fundamentos de la química, la física y los procesos ambientales de Marte», dijo la astrobióloga de Goddard Jennifer L. Eigenbrode, que participó en el estudio del carbono, en un comunicado de la NASA.
«Tenemos que abrir nuestras mentes y pensar fuera de la caja», dijo Eigenbrode, «y eso es lo que hace este trabajo».
El róver Curiosity explorando la superficie del planeta rojo.
¿Polvo cósmico?
Según House, cada doscientos millones de años el sistema solar atraviesa una nube molecular galáctica, pero «no deposita mucho polvo», por lo que «es difícil ver cualquiera de estos eventos de deposición en el registro de la Tierra»
Para generar una capa suficiente para que el Curiosity pudiera tomar muestras, la nube de polvo interestelar tendría que haber bajado la temperatura en un Marte que todavía contenía agua y que generó glaciares.
El polvo se habría depositado sobre el hielo y luego tendría que permanecer en su lugar cuando el glaciar se derritiera, dejando una capa de suciedad que incluía el carbono, una explicación «plausible» que requiere más estudios, apuntan los autores.
¿Radiación ultravioleta?
Otra explicación para cantidades más bajas de carbono 13 es la conversión ultravioleta de dióxido de carbono en compuestos orgánicos como el formaldehído, pero en este caso también hacen falta más estudios para confirmar o descartarlo.
¿Origen biológico?
La tercera posibilidad tiene una base biológica: en la Tierra, una firma fuertemente empobrecida en carbono 13 de una paleosuperficie indicaría que los microbios del pasado consumieron metano producido microbianamente.
El antiguo Marte pudo haber tenido grandes columnas de metano liberadas desde el subsuelo y que, una vez en el exterior, fuera consumido por los microbios de la superficie o reaccionara con la luz ultravioleta y se depositara directamente en la superficie.
Sin embargo, según los investigadores, actualmente no hay evidencia sedimentaria de microbios superficiales en el paisaje pasado de Marte.
«Las tres posibilidades apuntan a un ciclo de carbono inusual que no se parece a nada en la Tierra hoy», pero «necesitamos más datos para determinar cuál de estas es la explicación correcta», insiste House.
Curiosity continúa su labor
Curiosity todavía está recolectando y analizando muestras y regresará al lugar donde encontró algunas de las muestras de este estudio aproximadamente en un mes.
Otro artículo publicado en PNAS plantea la posibilidad de que hace 3.000 millones de años Marte tuviera las condiciones para un clima frío y húmedo.
El estudio, realizado por investigadores de la Universidad París-Saclay a partir de simulaciones, plantea que Marte pudo sostener un océano en la cuenca de las tierras bajas del norte que pudo haber sido estable incluso a temperaturas superficiales medias globales por debajo del punto de congelación.