Después de años de trabajo de laboratorio, los resultados están disponibles: una roca que el rover Curiosity de la NASA perforó y analizó en 2020 incluye 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 de ellas fueron detectadas por primera vez en Marte.
Los científicos no tienen forma de saber si estas moléculas orgánicas fueron creadas mediante procesos biológicos o geológicos (cualquiera de los dos caminos es posible), pero su descubrimiento renovó la confirmación de que el antiguo Marte tenía la química adecuada para sustentar la vida. Es más, las moléculas se unen a una lista cada vez mayor de compuestos que se sabe que se conservan en las rocas incluso después de miles de millones de años de exposición en Marte a la radiación, que puede descomponer estas moléculas 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 un paleontólogo y coleccionista de fósiles inglés, fue recolectada en una parte del Monte Sharp cubierta por lagos y arroyos hace miles de millones de años. Este oasis surgió y se secó varias veces en el pasado antiguo del planeta, y finalmente enriqueció el área con minerales arcillosos, que son especialmente buenos para preservar compuestos orgánicos: moléculas que contienen carbono que son los componentes básicos de la vida y se encuentran en todo el sistema solar.
Entre las moléculas recientemente identificadas se encuentra un heterociclo de nitrógeno, un anillo de átomos de carbono que incluye nitrógeno. Este tipo de estructura molecular se considera un predecesor del ARN y el ADN, dos ácidos nucleicos clave para la información genética.
«Esa detección es bastante profunda porque estas estructuras pueden ser precursoras químicas de moléculas portadoras de nitrógeno más complejas», dijo 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 interesante fue el benzotiofeno, una molécula que contiene carbono y azufre y que se ha encontrado en muchos meteoritos. Algunos científicos creen que estos meteoritos, junto con las moléculas orgánicas que contienen, han sembrado la química prebiótica en todo el sistema solar primitivo.
El nuevo artículo complementa el hallazgo del año pasado de las moléculas orgánicas más grandes jamás descubiertas en Marte: hidrocarburos de cadena larga, incluidos el decano, el undecano y el dodecano.
«Esto es Curiosity y nuestro equipo en su mejor momento. Se necesitaron docenas de científicos e ingenieros para localizar este sitio, perforar la muestra y hacer estos descubrimientos con nuestro asombroso robot», dijo el científico del proyecto de la misión, Ashwin Vasavada del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. «Esta colección de moléculas orgánicas aumenta una vez más la posibilidad de que Marte ofreciera un hogar para la vida en el pasado antiguo».
Ambos conjuntos de hallazgos se realizaron con un sofisticado minilaboratorio llamado Análisis de Muestras en Marte (SAM), ubicado en el vientre de Curiosity. Un taladro en el extremo del brazo robótico del rover pulveriza una muestra de roca cuidadosamente seleccionada hasta convertirla en polvo y luego la vierte en 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, SAM puede realizar “química húmeda”, dejando caer muestras en un vaso pequeño de disolvente. Las reacciones resultantes pueden romper moléculas más grandes que de otro modo serían difíciles de detectar e identificar. Si bien el instrumento tiene varias copas de este tipo, solo dos contienen hidróxido de tetrametilamonio (TMAH), una solución poderosa reservada para las muestras de mayor valor. La muestra de Mary Anning 3 fue la primera en estar expuesta a TMAH.
Para verificar las reacciones de TMAH con materiales de otro mundo, los autores del artículo también probaron la técnica en la Tierra con un trozo del meteorito Murchison, uno de los meteoritos más estudiados de todos los tiempos. Murchison, que tiene más de 4 mil millones de años, 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 observadas en Mary Anning 3, incluido el benzotiofeno. Ese resultado verifica 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.
Curiosity utilizó recientemente su segunda y última copa TMAH mientras exploraba crestas en forma de red, que se formaron por agua subterránea antigua. El equipo de la misión analizará esos resultados para un futuro artículo revisado por pares.
Construido por el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, el SAM se basa en instrumentos de laboratorio más grandes y de calidad comercial. Introducir un equipo tan complejo en el rover requirió que los ingenieros lo redujeran drásticamente y desarrollaran una manera de que funcionara con menos energía. Los científicos tuvieron que aprender cómo calentar el horno del SAM más lentamente durante períodos más largos para poder realizar algunos de estos experimentos.
«Fue una hazaña descubrir cómo realizar este tipo de química por primera vez en Marte», dijo Charles Malespin, investigador principal del instrumento en el Goddard de la NASA y coautor del estudio. «Pero ahora que hemos tenido algo de práctica, estamos preparados para realizar experimentos similares en futuras misiones».
De hecho, Goddard de la NASA ha proporcionado varios componentes, incluido el espectrómetro de masas, para una versión de próxima generación de SAM, llamada Mars Organic Molecular Analyzer, para el rover de Marte Rosalind Franklin de la ESA (Agencia Espacial Europea). Un instrumento similar, el espectrómetro de masas Dragonfly, explorará Titán, la luna de Saturno, en el helicóptero Dragonfly de la NASA. Ambos instrumentos podrán realizar química húmeda con el disolvente TMAH.
Curiosity fue construido por JPL, administrado por Caltech en Pasadena, California. JPL lidera la misión en nombre de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington como parte de la cartera del Programa de Exploración de Marte de la NASA.
Para obtener más información sobre Curiosity, visite:
https://science.nasa.gov/mission/msl-curiosity
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