El misterio del suelo número 726 y la búsqueda de vida en Marte

Hacia 2007, en el Centro de Astrobiología de Madrid estábamos iniciando una línea de investigación sobre los restos moleculares que los seres vivos dejan en materiales geológicos (biofirmas orgánicas o biomarcadores). Acabábamos también de proponer instrumentación para estudiar la composición orgánica de Titán y Encelado, que viajaría en la futura misión TandEM.

Nuestro trabajo llamó la atención de Christopher McKay, del Centro de Investigación Ames de la NASA, quien nos envió una muestra del suelo número 726. Era el último coletazo de 30 años de discusión científica sobre los resultados de la misión Viking a Marte.

La misión Viking constaba de dos naves, cada una de ellas formada por un orbitador y un aterrizador (lander). Viking 1 aterrizó en Marte el 20 de Julio de 1976 en Chryse Planitia. Viking 2 lo hizo el 3 de septiembre en Utopia Planitia, al otro lado del planeta. Los landers transmitieron datos hasta noviembre de 1982. Los objetivos de la misión eran obtener imágenes, datos ambientales, geofísicos y de composición de la atmósfera y suelo. También intentaba responder a la gran pregunta: ¿hay o hubo vida en Marte?

Viking en busca de vida

Los Viking realizaron, entre otros, dos experimentos:

El experimento LR (labeled release o radiorespirometría), desarrollado por los equipos de Harold Klein, director del Equipo de Biología, y Gilbert Levin.

El experimento de análisis molecular (molecular analisis experiment), usando el instrumento GCMS, desarrollado por el químico del MIT Klaus Biemann.

Para el experimento LR, se incubó suelo con nutrientes orgánicos marcados con carbono-14, midiéndose la emisión de CO₂ radiactivo, lo que sugeriría la presencia de actividad metabólica.

El objetivo del instrumento GCMS era identificar compuestos orgánicos presentes en el suelo o el aire. Para el análisis, una muestra de suelo se calentaba a alta temperatura, para volatilizar posibles compuestos orgánicos. Los compuestos orgánicos volatilizados entrarían en el analizador para identificarlos.

El método es intuitivo: si calentamos cualquier muestra de suelo a temperatura elevada, emitirá compuestos orgánicos procedentes de la vida microscópica y restos vegetales presentes en el suelo. En la Tierra, ni siquiera es necesario calentar, pues el petricor, que hace tan agradables las tormentas veraniegas, ya es un biomarcador.

En Marte, el experimento LR dio un resultado positivo. Sin embargo, el instrumento GCMS no detectó ningún compuesto orgánico en el suelo marciano. ¿Qué significaba? ¿Había vida en el suelo, pero no se podían detectar sus componentes? ¿Acaso no había vida y el resultado se debía a un efecto químico?

El suelo número 726

Los datos de la misión Viking no respondían a la pregunta sobre si había vida en Marte, pero tampoco lo negaban. Más bien abrían nuevas cuestiones. Antes del lanzamiento de la misión, los instrumentos se probaron con diversos tipos de suelos, para obtener una librería de referencia que ayudara a interpretar los datos de Marte.

El equipo de Gil Levin realizó los experimentos con el suelo 726. Este fue recogido en 1966 en la Antártida, en un remoto nunatak llamado Coalsack Bluff, en las montañas Transantárticas. En las pruebas, el suelo 726 daba un resultado similar al del suelo marciano: positivo en el experimento LR y ningún compuesto orgánico detectado con el instrumento GCMS.

El suelo 726 contenía trazas de partículas de carbón y kerógeno, un material de origen biológico común en las rocas. ¿Significaba esto que en Marte había algo de vida? ¿Por qué el GCMS no podía detectar compuestos orgánicos en el suelo 726? ¿Era debido a que el diseño del instrumento no era adecuado? Había que discutirlo, ya que no podemos permitirnos enviar un instrumento cuestionable para detectar huellas de vida.

Para Levin, los datos de Viking sugerían la presencia de vida. Para otros, el resultado del experimento LR era explicable si el suelo es químicamente oxidante. Se discutió la capacidad del instrumento GCMS para detectar pequeñas cantidades de componentes orgánicos.

Se planteó que el problema no era el instrumento, un prodigio técnico, sino que el tratamiento de la muestra no era adecuado para la misión. Tal como estaba diseñado, solo podría detectar ciertos compuestos orgánicos presentes en una cantidad elevada. Por ello, McKay nos envió muestras del suelo 726 a varios implicados en el estudio de biomarcadores. El objetivo era comprobar si podían verse componentes orgánicos en el suelo, y decidir si el tratamiento de muestra del Viking era adecuado o no.

Perclorato y la esterilidad del suelo de Marte

La discusión terminó en 2008, cuando el Phoenix Mars Lander descubrió perclorato en el suelo de Marte. Una explicación a los resultados de la Viking era el carácter oxidante del suelo. Las sales de perclorato son oxidantes y se descomponen formando hipoclorito (lejía), entre otras cosas, debido a la radiación que asola la superficie marciana. La combinación de oxidantes y radiación sugería que el suelo marciano es estéril e incompatible con la materia orgánica.

Así, la superficie no es el lugar idóneo para buscar vida o biomarcadores. Aun en el caso de que los hubiera en el suelo, estables gracias a la baja temperatura y sequedad del planeta, en el momento en el que se intentaran analizar serían destruidos por el perclorato. Por ello, Viking no podía identificar huellas de vida en ningún caso. Había que cambiar de estrategia: buscar huellas de vida en el subsuelo o atrapadas en arcillas, así como evidencias indirectas a través del estudio de minerales y rocas.

¿Y el suelo 726? Sí, contenía biomarcadores. McKay y sus colaboradores tenían razón: el experimento de análisis molecular, tal como estaba configurado en la Viking, no tenía sensibilidad suficiente, aunque ya daba igual. Ahora sabemos que los experimentos de Viking se diseñaron bajo una perspectiva demasiado geocéntrica. Se necesitaba otro enfoque, que se aplica en los rovers Curiosity y Perseverance.

Un instrumento similar al GCMS de Viking, sin embargo, puede ser importante en la exploración de otros lugares, como Europa o Titán, donde los compuestos orgánicos son claves. Será fascinante ver los datos de las misiones en curso y futuras.

César Menor-Salván es profesor ayudante Doctor. Bioquímica y Astrobiología. Departamento de Biología de Sistemas, Universidad de Alcalá.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation .