El agua y la búsqueda de vida fuera
de la Tierra
Alberto González Fairén |
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¿Hay
vida en la Tierra en todos los entornos bañados
por agua líquida? Esta pregunta en apariencia
inmediata para la Biología, y con evidentes
implicaciones astrobiológicas, no ha
encontrado una respuesta cuantitativa hasta
este mismo año. |
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 oco después
de la pérdida de las sondas Mars Climate Orbiter y Mars Polar
Lander a finales de 1999, NASA comenzó una profunda reestructuración
del programa de exploración de Marte. La exploración
científica de Marte se organizó en torno a la investigación
en cuatro áreas fundamentales: vida, clima, geología
y preparación para la exploración humana. Permeando
a las cuatro áreas, se asignó como criterio prioritario
para cualquier misión de exploración marciana el famoso
“buscar agua” (“follow the water”). Décadas
de investigación mediante sondas automáticas habían
demostrado una importante interacción entre la atmósfera,
la superficie y el interior de Marte, en parte relacionadas con el
agua (Figura 1). Además, en la Tierra, todas las formas de
vida que conocemos requieren la presencia de agua. Uno de los aspectos
que se indicaban en el nuevo programa de exploración marciana
partía de la afirmación inversa: en la Tierra, allí
donde hay agua líquida, hemos encontrado vida, al menos microbiana.
¿Es cierta esta asunción? |
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Figura
1: Carbonatos y filosilicatos
(en color) en Nili Fossae, en una imagen capturada
por el espectrómetro a bordo de la
sonda Mars Reconnaissance Orbiter. (NASA/JPL/MSSS)
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| La investigación sobre extremófilos ha
puesto de relieve límites aparentes para la supervivencia que
tienen que ver con la temperatura, la actividad del agua, la disponibilidad
de nutrientes, el tamaño de poro y los recursos energéticos.
Estos factores parecen estar implicados en la habitabilidad de los
entornos acuosos. Sin embargo, hasta este año no existían
estudios empíricos que cuantificaran la fracción del
agua terrestre inhabitada, o que describieran en profundidad los posibles
medios acuosos inhabitables de la Tierra. Eriita Jones y Charles Lineweaver,
de la Universidad de Canberra, volvieron sobre este problema a principios
de este año. En su investigación, tomaron en cuenta
los valores de presión y temperatura que actualmente se consideran
límite para la supervivencia. La presión máxima
a la que los organismos barófilos son viables está aún
por determinar, ya que se ha hallado vida a las máximas profundidades
a las que se ha buscado, unos 5 km en la subsuperficie, y además
estos microorganismos han permanecido viables en laboratorio a presiones
similares a las que se alcanzan a 50 km bajo la superficie. Por el
contrario, todos los microorganismos que se han descrito a presiones
por debajo de 0.3 bar se encuentran en estado latente, posiblemente
porque el agua aparece sólo en forma de aerosoles transitorios
en estos entornos. En cuanto a la temperatura, el límite superior
aceptado actualmente está en 122ºC, aunque aún
existe un importante volumen de agua en fuentes hidrotermales (cerca
del 1% del total del agua de la Tierra, ver Figura 2) a temperaturas
superiores donde todavía no se han buscado formas vivas; en
cualquier caso, estudios de laboratorio con metanógenas hipertermófilas
parecen sugerir un límite térmico cercano a los 135ºC.
El límite inferior descrito actualmente es -20ºC, si bien
por debajo de esta temperatura existe una enorme cantidad de agua
en fase líquida sobre la Tierra (más de 15 millones
de kilómetros cúbicos a temperaturas que llegan a los
-30ºC) que se encuentra formando salmueras gracias a la incorporación
de sales, y donde aún no está claro si medran formas
vivas. |
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Figura
2: Chimenea hidrotermal
submarina.
(C. Goddard, Oregon State University) |
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| Jones y Lineweaver comenzaron por estimar la fracción
del volumen de la Tierra que está inhabitado. La biosfera se
extiende unos 10 km por encima de la superficie, en la troposfera
y en las cimas montañosas (Figura 3). De igual modo, se extiende
hasta a 10 km de profundidad en los océanos y 5 km bajo la
corteza continental. Asumiendo que los océanos cubren el 70%
de la superficie de la Tierra, la biosfera ocupa poco más del
1% del volumen del planeta. Por lo tanto, después de 4.000
millones de años de evolución, la biosfera no ha sido
capaz de extenderse por casi el 99% del volumen de la Tierra. En segundo
lugar, Jones y Lineweaver calcularon la fracción del volumen
de la Tierra donde el agua existe en fase líquida y sabemos
que hay vida. El cálculo fue análogo al anterior, salvo
que en este caso consideraron únicamente el volumen de la capa
de la Tierra que contiene agua líquida, una capa que tiene
un espesor de unos 75 km, exceptuando la atmósfera. El resultado
es que solamente el 12% del volumen de la Tierra donde hay agua líquida
está efectivamente habitado. Finalmente, calcularon la superficie
de la Tierra donde existe agua líquida y la biosfera está
asentada. Excluyendo la atmósfera, el resultado es que aproximadamente
el 36% de la superficie de la Tierra que contiene agua líquida
alberga formas de vida: el 30% son formas activas, y el 6% es vida
latente. |
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Figura
3: La cima del monte Everest,
donde aún no se ha buscado vida microbiana
activa. (Mountain7.com) |
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| La conclusión de Jones y Lineweaver es que en
el 88% del volumen y el 64% de la superficie de la Tierra donde el
agua se encuentra en fase líquida no hemos encontrado pruebas
de la presencia de la biosfera. Los propios investigadores señalan
la importancia de la investigación en extremofilia para determinar
si el agua que asumen inhabitada realmente lo está o es el
resultado aparente de una incompleta comprensión de las observaciones.
En cualquier caso, a la luz de los resultados obtenidos en la Tierra,
no parece que una estrategia orientada exclusivamente a “buscar
agua” sea la más adecuada para la identificación
de vida en Marte (Figura 4) o en otros planetas. Es quizás
necesario incorporar otros objetivos a la búsqueda, como la
identificación de fuentes de energía. |
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Figura
4: Posibles gotas de agua
líquida en una de las patas de la sonda
Phoenix. (NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Max
Planck Institute) |
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| San Francisco (California), EEUU, 31 de Mayo de
2010. |
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