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| Buscando vida en Marte: Una crónica astrobiológica de la exploración robótica de Marte. Alberto G. Fairén Centro de Biología Molecular, Universidad Autónoma de Madrid. Seminario de Ciencias Planetarias, Universidad Complutense de Madrid. |
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 e nuevo,
la humanidad ha llegado este año a la superficie de Marte con
tres exploradores especialmente preparados para buscar huellas de
vida activa o de registro geológico y geoquímico de
vida ancestral. Con estas cuatro misiones, hasta la fecha se han enviado
37 sondas no tripuladas desde la Tierra, de las cuales sólo
15 han llegado a Marte con éxito (Tabla 1). Los resultados
de sus investigaciones han ocupado miles de volúmenes y de
páginas web. Intentemos hacer un breve recorrido cronológico
por los más relevantes descubrimientos astrobiológicos
de estos proyectos. |
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 1962-1974:
Los pioneros. |
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Afortunadamente, la exploración continuó, en la esperanza de mejorar la resolución de los datos obtenidos, muy deficiente si el objetivo era determinar la presencia de vida. Mariner 6 y 7 enviaron muchas más fotografías y, en 1971, la sonda soviética Marte 3* fue la primera en tomar tierra, aunque estuvo activa muy poco tiempo. En noviembre de ese mismo año, la Mariner 9 se puso en órbita alrededor del planeta, consiguiendo miles de fotografías. En ellas, por vez primera, aparecía la gran depresión del tercio norte de Marte, Vastitas Borealis, el supuesto lecho del gran océano marciano; así como el casquete glaciar del polo norte (Figura 3).
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| (*) Tanto la sonda Mars 3, como la Mars 2, transportaban también los primeros "rovers" marcianos. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 1975:
La exploración alcanza la mayoría de edad: las sondas
Viking. |
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| La expedición Viking constaba de dos
orbitadores y dos plataformas de aterrizaje, que se situaron separadas
por más de 5000 km. Viking 1 aterrizó en Chryse
Planitia, y Viking 2 en Utopia Planitia, y estuvieron activas
varios años, mientras los orbitadores continuaban las observaciones.
De los cinco experimentos biológicos que incorporaban las Viking,
dos se basaban en análisis espectrales y fotográficos;
mientras que los tres restantes estaban basados en la recogida de
muestras del regolito marciano y en su posterior análisis en
los laboratorios integrados en las propias naves. El análisis con un espectrómetro de masas acoplado a un cromatógrafo de gases determinó que en Marte no hay cantidad alguna de materia orgánica: calentando muestras del suelo marciano a temperaturas de cerca de 500ºC, las moléculas orgánicas deberían ser fácilmente detectadas. Sin embargo, el resultado fue negativo. Y el reconocimiento fotográfico tampoco derivó ningún resultado concluyente. |
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| Los análisis bioquímicos se realizaron
tomando pequeñas muestras del suelo marciano y colocándolas
en tres placas diferentes (Figura 4). En la primera (Pyrolytic Release
Experiment) se inyectaron CO2 y CO
marcados radiactivamente, y luego se iluminó con una radiación
idéntica a la que incide sobre Marte (excepto el ultravioleta)
durante cinco días para determinar si había algún
proceso de absorción de la radiación por parte de algún
componente del regolito, que conllevara asimilación de carbono.
Al calentar la muestra, los posibles compuestos incorporados serían
fáciles de detectar. Aunque el resultado fue positivo en siete
de los nueve análisis efectuados, se concluyó que el
proceso no implicaba la participación de seres vivos. En la
segunda placa (Gaz Exchange Experiment), se añadieron dióxido
de carbono, kriptón y helio también marcados radiactivamente
junto con una solución acuosa rica en compuestos orgánicos,
y se incubó con calor, para estudiar la liberación posterior
de gases como dióxido de carbono, metano o nitrógeno.
De nuevo, los resultados del cromatógrafo de gases fueron positivos,
aunque también se determinó que los procesos observados
respondían a reacciones químicas inorgánicas.
En el tercer experimento (Labeled Release Experiment), la muestra
se colocó en una placa que contenía una solución
nutritiva marcada radiactivamente. Si había organismos vivos,
se esperaba que tomaran los nutrientes (formiatos, lactatos, aminoácidos)
y los procesaran, tal vez produciendo gases carbonosos que incorporaran
el marcaje radiactivo. El gas marcado apareció efectivamente
tras los análisis, pero la explicación final del proceso
se redujo a un conjunto de reacciones químicas inorgánicas
que incluían compuestos radiactivos de las familias de superóxidos
y peróxidos. Sin embargo, un equipo de la Universidad de California revisó a finales de 2001 los resultados del tercer experimento y abrió nuevas perspectivas. En realidad, la producción de los gases marcados seguía un ritmo circadiano muy preciso, de 24.66 horas terrestres, exactamente la duración del día marciano. La emisión se producía siguiendo la variación térmica día/noche en el interior de la nave, de sólo 2º, muy inferior a la que tiene lugar en la superficie de Marte, de hasta 50º. Y este tipo de ritmos circadianos asociados a variaciones térmicas están bien descritos en microorganismos de la Tierra. Además, los superóxidos son degradados rápidamente en solución acuosa, y los experimentos de Viking se prolongaron durante nueve semanas seguidas. En realidad, parece que los resultados negativos originales fueron consecuencia de una interpretación parcial de los datos obtenidos. Pero no es menos cierto que las conclusiones distan mucho de parecer definitivas. En cualquier caso, fueron los análisis biológicos realizados in situ más completos y complejos que se han llevado a cabo jamás sobre la superficie de otro mundo. Y pasarían casi 25 años antes de que nuevas sondas tomaran el relevo de las Viking para el análisis de Marte desde un punto de vista biológico. |
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| 1996-1997.
Mars Pathfinder y el recorte presupuestario. |
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| La relevancia astrobiológica de la sonda Pathfinder, la primera que se posó sobre Marte después de la era Viking, fue reducida. En realidad, esta misión de bajo coste fue diseñada para obtener resultados que llegaran fácilmente al gran público. Sin embargo, sí reveló algún dato clarificador. Por ejemplo, las cámaras CCD que incorporaba desvelaron que en el lugar de aterrizaje elegido (la desembocadura de Ares Vallis, uno de los grandes cauces que terminan en Chryse Planitia) abundaban las rocas redondeadas, sin aristas, similares a los conglomerados terrestres, típicos productos de la erosión fluvial o costera (Figura 5), sólo explicables por la acción dinámica del agua sobre ellas durante largo tiempo. Asimismo, el espectrómetro de rayos X ayudó a determinar la composición de las rocas; y el Instrumento de Estructura Atmosférica (ASI/MET) informó sobre la temperatura, presión y densidad de las distintas capas de la atmósfera de Marte que la sonda atravesó durante su descenso. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 1996:
La revolución de Mars Global Surveyor. |
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| Mars Global Surveyor (MGS), por el contrario,
sí ha suministrado datos de enorme interés para el conocimiento
de los ambientes marcianos primitivos y su capacidad para generar
y mantener vida. Sus objetivos iniciales (trazar un mapa topográfico
global de Marte, así como estudiar su magnetismo, la composición
mineral de la superficie y la dinámica atmosférica)
han sido ampliamente cumplidos. Tanto es así, que nuestro conocimiento
de Marte ha cambiado en gran medida con las aportaciones de este proyecto. En sus imágenes de detalle MGS ha descubierto afloramientos de sedimentos horizontales erosionados que muestran las relaciones estratigráficas de las rocas sedimentarias, y que prueban la estabilidad temporal de grandes masas de agua en la superficie de Marte (Figura 6a); además, ha proporcionado evidencias definitivas de que el agua fluyó sobre Marte durante tiempo prolongado (Figura 6b,c). |
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Incluso es posible que aún se conserven bolsas
aisladas de agua subterránea: MGS ha enviado imágenes
de ciertas formas similares a derrubios y avalanchas, con canales
de drenaje en la base, que parecen originadas por escorrentía
superficial de agua líquida en forma de lodos, proveniente
tal vez de fuentes de agua a escasa profundidad manando en épocas
virtualmente contemporáneas (Figura 7).
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| El Espectrómetro de Emisión Termal (TES) de MGS fue el encargado de realizar los análisis sobre composición superficial que descubrieron la ausencia de carbonatos y la presencia de olivinos. Además, MGS envió imágenes de formaciones glaciares que sugieren que Marte sigue siendo un mundo geológicamente activo: en ambos hemisferios y de forma simétrica, desde latitudes medias hasta los polos, se puede observar una ingente cantidad de depósitos estratificados horizontalmente, ricos en hielo y de varios metros de espesor (Figura 9). Tales depósitos parecen haberse formado durante una edad del hielo muy reciente, ocurrida hace entre 2100 y 400 millones de años. Su origen se atribuye a variaciones pronunciadas en la oblicuidad del eje de giro del planeta, de tal forma que valores próximos a los 30º o 35º producirían cambios en la estabilidad del hielo de los polos al estar más insolados. Por tanto, al contrario que en la Tierra, en Marte los glaciares alcanzarían latitudes medias cuando se elevara la temperatura en los polos y se produjera el consiguiente transporte de agua hacia el ecuador. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| En definitiva, MGS cambió nuestra concepción de Marte. Pero aún quedaba por resolver el gran problema de la exploración marciana: ¿dónde está hoy la gran cantidad de agua que tuvo Marte durante el Noeico? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 2001:
Mars Odyssey y el hielo en Marte. |
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| Mars Odyssey fue lanzada el 7 de abril de 2001,
y se situó en órbita de Marte a finales de octubre de
2002. Llevaba a bordo un espectrómetro de rayos gamma, constituido
por un sensor de rayos gamma (GRS), un espectrómetro de neutrones
(NS) y un detector de neutrones de alta energía (HEND), sistemas
que han servido para detectar el volumen de hidrógeno en el
subsuelo, determinando así la presencia de una considerable
cantidad de hielo de agua en el regolito marciano. La técnica no es conceptualmente compleja: los rayos cósmicos, constituidos por partículas de alta energía (fundamentalmente protones) que viajan a velocidades próximas a la de la luz, llegan a la superficie de Marte y colisionan con el núcleo de alguno de los átomos que forman la litosfera. Cuando esto sucede, se generan muchas otras partículas, sobre todo protones y neutrones, que son emitidos en diferentes direcciones, pudiendo colisionar unos con otros. Esto genera una cascada de protones en los primeros metros sobre la superficie de Marte, ya que las partículas generadas en el impacto adquieren a su vez grandes velocidades, aunque menores que la que tenía la partícula impactante. Los neutrones pierden mucha más energía y se deceleran, moviéndose a velocidades comparables a la de los átomos de la superficie. Por tanto, estos neutrones pueden ser ahora absorbidos por algún átomo del suelo, proceso que conlleva la emisión de radiación gamma por parte de esta especie atómica como medio para recuperar el equilibrio energético que ha perdido en la captura. Y la energía de esta radiación es característica de la especie atómica que atrapa la partícula. La radiación propia del hidrógeno es la que ha sido medida en la Mars Odyssey con el GRS.
De igual forma, la combinación de datos del espectrómetro de rayos gamma y de una cámara de infrarrojos ha servido para determinar la abundancia y distribución de algunos elementos en la superficie, tales como el oxígeno, el carbono, el hierro o el silicio. Con estos datos, se elaborará un mapa detallado de la composición de las rocas y el polvo de la superficie de Marte según sus ritmos de pérdida y recuperación del calor entre la noche y el día, señalando las áreas volcánicas del planeta que conservan cantidades importantes de calor. Desde un punto de vista biológico, estos puntos calientes podrían constituir refugios para ciertos microorganismos, pues la temperatura fundiría localmente el permafrost. Y si hay tanto hielo de agua bajo las capas superficiales de la corteza de Marte, e incluso cabe la posibilidad de que hace miles de millones de años fuera una cantidad mucho mayor, que tal vez pudo fluir en forma líquida sobre la superficie y formar extensos océanos, el siguiente objetivo debe ser ir tras las huellas de aquel ambiente primitivo, en la esperanza de hallar pruebas geológicas, paleontológicas o químicas que confirmen definitivamente si Marte estuvo (o no) habitado alguna vez. |
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| 2004:
Mars Exploration Rovers Spirit y Opportunity,
y Mars Express. |
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| La mayor flotilla de exploración que la Humanidad ha enviado jamás a otro mundo ha desembarcado en Marte a principios de 2004. Por un lado, la pareja de robots geólogos gemelos Spirit y Opportunity conforman la misión "Mars Exploration Rover". El objetivo del primero es el cráter Gusev, posiblemente un antiguo lago de extensión considerable en las Tierras Altas de Marte, en el que desemboca un gran cauce fluvial; Opportunity aterrizó en Terra Meridiani, un afloramiento de hematites cuyo origen está aún hoy en discusión, si bien es cierto que los hematites suelen formarse con el concurso del agua líquida. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Ambos rovers están consiguiendo imágenes
panorámicas de Marte (Figuras 11), y usan sus pequeños
espectrómetros de emisión termal para determinar la
composición de la atmósfera, del suelo y de las rocas.
Específicamente, buscan materiales formados por la acción
del agua, como carbonatos y arcillas. Además, los rovers tienen
un brazo articulado capaz de discriminar objetos y de excavar para
obtener materiales no expuestos directamente a la luz solar, conseguir
imágenes mediante microscopía, y analizar la composición
de muestras seleccionadas. Este último objetivo se lleva a
cabo con un espectrómetro Mössbauer, diseñado específicamente
para estudiar minerales con alto contenido en hierro, que informa
de la composición y abundancia de tales minerales, ayudando
a entender las propiedades magnéticas de los materiales de
la superficie de Marte.
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| El
Futuro. |
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| Todo lo aprendido en estos cuarenta años de exploración de Marte deberá servir para extraer valiosas conclusiones de las nuevas misiones en curso. Si la búsqueda de vida en Marte ha de estar condicionada a la búsqueda de agua líquida, y la historia del agua marciana es realmente la que parece derivarse de la información obtenida por los proyectos precedentes, en un futuro próximo la investigación deberá estar dirigida al examen pormenorizado del subsuelo del planeta. En este sentido, el Proyecto M.A.R.T.E. (Mars Analog Research and Technology Experiment) comenzó a recorrer su camino en 2003 en España. Durante los meses de septiembre y octubre de aquel año, un equipo conjunto de microbiólogos, geólogos e ingenieros del Centro de Astrobiología y de la NASA probó en el nacimiento del río Tinto la tecnología necesaria para localizar vida microbiana a decenas de metros de profundidad. En fases sucesivas, se perfeccionará la estrategia con el fin de incorporarla a la exploración de Marte. Éste, sin duda, es el camino que el futuro nos depara. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Tabla 1: Cronología
de la exploración de Marte. |
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| © Copyright 2004 Alberto G. Fairén
- Todos los derechos reservados. Madrid, España, 09 de Febrero de 2004. |
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