Es posible que las futuras misiones a Marte quieran extraer hielo en lugar de roca. Los científicos dicen que microbios antiguos o rastros de ellos pueden estar encerrados dentro de depósitos de hielo marcianos, preservados durante millones de años.
Investigadores del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA y de Penn State recrearon las condiciones de Marte en el laboratorio para probar esa idea. Descubrieron que fragmentos de aminoácidos de la bacteria E. coli, si quedaban atrapados en el permafrost marciano o en grietas de hielo, podrían sobrevivir durante más de 50 millones de años, incluso bajo radiación cósmica constante. Los resultados, publicados en Astrobiology, sugieren que las misiones para buscar vida en Marte deberían priorizar el hielo puro o el permafrost rico en hielo, en lugar de centrarse principalmente en rocas, arcilla o suelo.
“Parte del hielo superficial actual en Marte es cincuenta millones de años mayor que la edad esperada de los depósitos, que a menudo tienen menos de dos millones de años, lo que significa que cualquier vida orgánica presente en el hielo se conservaría”, dijo el coautor Christopher House, profesor de geociencias del Instituto Huck de Ciencias de la Vida y director del Instituto Estatal para la Tierra y el Medio Ambiente. Ciencia y tecnología planetarias y exoplanetarias. “Esto significa que si hay bacterias cerca de la superficie de Marte, futuras misiones podrían encontrarlas”.
Simulando Marte y la radiación cósmica en el laboratorio
La investigación fue dirigida por Alexander Pavlov, un científico espacial Goddard de la NASA que completó su doctorado en geociencias en Penn State en 2001. El equipo colocó E dentro de un tubo de ensayo lleno de agua helada pura. Sella las bacterias coli. Otras muestras se mezclaron con agua y materiales que se encuentran comúnmente en los sedimentos marcianos, incluidas rocas y arcillas a base de silicatos.
Las muestras congeladas se colocaron en una cámara de radiación gamma en el Centro de Ingeniería y Ciencia de la Radiación de Penn State. La cámara se enfrió a -60 grados Fahrenheit para igualar la temperatura en las regiones heladas de Marte. Luego, las bacterias fueron expuestas a una radiación equivalente a 20 millones de años de bombardeo de rayos cósmicos sobre la superficie marciana. Más tarde, las muestras se sellaron al vacío y se enviaron de regreso al Goddard de la NASA refrigeradas para realizar pruebas de aminoácidos. Luego, los investigadores modelaron 30 años adicionales de exposición a la radiación, lo que eleva el total a 50 millones de años.
El hielo puro protege las moléculas orgánicas
Los resultados fueron interesantes. En el hielo de agua pura, más del 10 por ciento de los aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas, sobreviven a toda la simulación de 50 millones de años. Por el contrario, las muestras mezcladas con sedimentos similares a los de Marte se desintegraron 10 veces más rápido y no sobrevivieron.
Un estudio de 2022 realizado por el mismo equipo encontró que los aminoácidos almacenados en una mezcla de 10% de hielo de agua y 90% de suelo marciano se destruyeron más rápidamente que las muestras que contenían solo sedimento.
“Basándonos en los resultados del estudio de 2022, se pensaba que la materia orgánica contenida en hielo o agua sola se destruiría más rápido que una mezcla con un 10% de agua”, dijo Pavlov. “Por lo tanto, fue sorprendente que la materia orgánica colocada sólo en hielo de agua se descompusiera a un ritmo mucho más lento que las muestras que contenían agua y suelo”.
Los investigadores creen que la rápida descomposición de las muestras mezcladas puede ocurrir porque se forma una película delgada donde el hielo toca el mineral. Esta capa permite que la radiación se mueva más libremente y dañe los aminoácidos.
“Mientras están en el hielo sólido, las partículas dañinas creadas por la radiación se congelan en su lugar y es posible que no puedan alcanzar los compuestos orgánicos”, dijo Pavlov. “Estos resultados sugieren que el hielo puro o las regiones dominadas por el hielo son un lugar ideal para buscar material biológico reciente en Marte”.
Implicaciones para Europa y Encelado
El equipo examinó material orgánico a temperaturas similares a las de Europa, una luna helada de Júpiter, y Encelado, una luna helada de Saturno. Incluso a temperaturas más frías, la degradación se reduce aún más.
Pavlov dijo que los resultados son alentadores para la misión Europa Clipper de la NASA, que estudiará la capa de hielo y la superficie del océano de Europa. Europa es la cuarta luna más grande de las 95 de Júpiter. Europa Clipper se lanzó en 2024 y viajará 1.800 millones de millas para llegar a Júpiter en 2030. La nave espacial realizará 49 sobrevuelos cercanos para determinar si los entornos subterráneos pueden albergar vida.
Perforando el hielo marciano
Cuando se trata de Marte, se necesitarán las herramientas adecuadas para acceder al hielo enterrado. La misión Mars Phoenix de la NASA de 2008 fue la primera en extraer y fotografiar el equivalente marciano del Círculo Polar Ártico.
“Marte tiene mucho hielo, pero la mayor parte está debajo de la superficie”, dijo House. “Las misiones futuras necesitarán un taladro lo suficientemente grande o una pala potente para acceder a él, similar al diseño y las capacidades del Phoenix”.
Además de House y Pavlov, el equipo de investigación incluía a Zidan Zhang, un tecnólogo de laboratorio jubilado del Departamento de Geociencias de Penn State, junto con Hannah McLain, Kendra Farnsworth, Daniel Glavin, Jamie Elcilla y Jason Dworkin de la NASA Goddard.
El trabajo fue financiado por el Programa de Financiamiento Científico Interno de la División de Ciencias Planetarias de la NASA a través del Paquete de Trabajo de Investigación de Laboratorio Fundamental en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard.
