¿Es la existencia de vida la única explicación posible para el metano hallado en Encelado?

Desde hace mucho tiempo, los científicos están fascinados por las gigantescas columnas de vapor de agua que brotan del hemisferio sur de Encelado. Allí, cerca del polo sur, enormes géiseres surgen de profundas grietas en el hielo que cubre por completo la superficie del satélite. Esas columnas permitieron determinar que bajo su capa helada, la luna de Saturno alberga todo un océano de agua líquida. Y los científicos creen cada vez más posible que en ese océano podría haber vida.

Para averiguar la composición de esos chorros de vapor, la nave espacial Cassini los atravesó hace años y tomó muestras de su composición química, hallando toda una serie de moléculas que aquí, en la Tierra, se asocian con los respiraderos hidrotermales de los fondos oceánicos. Entre esas moléculas había hidrógeno molecular (dihidrógeno), dióxido de carbono y una inesperada cantidad de metano.

Según explica Regis Ferriere , uno de los autores del estudio, «queríamos saber si microbios similares a los que existen en la Tierra, que comen dihidrógeno y producen metano, podrían explicar la cantidad sorprendentemente alta de metano detectada por la Cassini. La búsqueda de tales microbios, conocidos como metanógenos , en el lecho marino de Encelado, requeriría misiones de inmersión profunda extremadamente desafiantes y que no están a la vista durante las próximas décadas».

Para obtener alguna respuesta de forma más sencilla y asequible, Ferriere y su equipo construyeron un modelo matemático para calcular la probabilidad de que diferentes tipos de procesos, incluida la metanogénesis biológica, pudieran explicar los datos registrados por la Cassini.

En sus modelos, los autores de la investigación combinaron los posibles procesos geoquímicos (que no implican formas de vida) con los biológicos para hallar cuáles de ellos eran capaces de explicar mejor las observaciones. Su conclusión es que los datos de Cassini son consistentes con actividad biológica (microbios) en los respiraderos hidrotermales, y que si existen otros procesos 'abióticos' (que no involucran formas de vida) para producir ese metano, nos son totalmente desconocidos, ya que serían diferentes de los que se sabe que ocurren en la Tierra.

En nuestro planeta, la actividad hidrotermal ocurre cuando el agua de mar fría se filtra en el fondo del océano, circula a través de la roca subyacente y pasa cerca de una fuente de calor, como una cámara de magma, antes de volver al océano a través de respiraderos hidrotermales. En la Tierra, el metano se puede producir a través de esa actividad hidrotermal, pero a un ritmo lento. La mayor parte de la producción se debe a microorganismos que aprovechan el desequilibrio químico del dihidrógeno producido por los respiraderos hidrotermales como fuente de energía y producen metano a partir del dióxido de carbono en un proceso llamado metanogénesis.

En el caso de Encelado , los investigadores estudiaron si la composición de los géiseres podría ser el resultado final de otros procesos físicos o químicos que suceden en el interior de la luna. Así, evaluaron primero que producción hidrotermal de dihidrógeno encajaría mejor con lo observado por la Cassini, y si esa producción era o no capaz de proporcionar suficiente 'alimento' para sostener a una población de organismos similares a los de la Tierra . Para ello, desarrollaron un modelo para la dinámica poblacional de un hipotético organismo metanógeno, cuyo nicho térmico y energético se modeló a partir de cepas conocidas de la Tierra.

Luego, los científicos ejecutaron el modelo para ver si un conjunto dado de condiciones químicas, como la concentración de dihidrógeno en el fluido hidrotermal y la temperatura serían suficientes para proporcionar un entorno adecuado para el crecimiento de estos microbios. También analizaron qué efectos produciría esa hipotética población de organismos en su entorno, por ejemplo, en las tasas de escape de dihidrógeno y metano en la columna.

«En resumen –explica Ferriere– no solo queríamos evaluar si las observaciones de Cassini son compatibles con un entorno favorable para la vida, sino que también queríamos hacer predicciones cuantitativas sobre las observaciones esperadas, en caso de que la metanogénesis realmente estuviera ocurriendo en el lecho marino de Encelado».

Los resultados fueron que incluso las estimaciones más altas posibles para la producción de metano abiótico (generado por procesos no biológicos) estaban muy lejos de ser suficientes para dar cuenta de la concentración de metano hallada en las columnas de vapor de agua. Sin embargo, al añadir fuentes biológicas de metano a la mezcla, sí que se generaban cantidades suficientes para dar cuenta de las observaciones de la Cassini.

«Obviamente –prosigue el investigador– no estamos diciendo de forma concluyente que existe vida en el océano de Encelado. Más bien, queríamos comprender la probabilidad de que los respiraderos hidrotermales de Encelado fueran habitables para organismos similares a los de la Tierra ». Y resulta que esa probabilidad es muy alta.

En otras palabras, añade Ferriere, «la metanogénesis biológica parece ser compatible con los datos, por lo que no podemos descartar la hipótesis de la vida como algo altamente improbable. Para hacerlo, necesitaríamos más datos de misiones futuras».

Los investigadores esperan que su artículo pueda servir de guía para estudios destinados a comprender mejor las observaciones realizadas por Cassini y fomentar a la vez la investigación para dilucidar si existen otros procesos no biológicos , desconocidos por ahora, capaces de producir suficiente metano para explicar los datos.

Por ejemplo, el metano podría venir de la descomposición química de la materia orgánica primordial que puede estar presente en el núcleo de Encelado y que podría convertirse parcialmente en dihidrógeno, metano y dióxido de carbono a través del proceso hidrotermal. Esta hipótesis, dice Ferriere, es muy plausible si resultara que Encelado se formó a través de la acumulación de material rico en compuestos orgánicos suministrado por los cometas. Algo que también habría que demostrar.

Según los autores, además, un avance muy prometedor de su artículo radica en la metodología empleada, ya que no se limita a sistemas específicos como océanos interiores de lunas heladas y allana el camino para tratar con datos químicos de planetas fuera del sistema solar a medida que esos datos vayan estando disponibles a lo largo de las próximas décadas.