¿Qué (o quién) está produciendo un exceso de oxígeno en Marte?

Durante los últimos tres años marcianos (que equivalen a casi seis años terrestres) el laboratorio de química portátil SAM (Sample Analysis at Mars) ha estado «inhalando» el aire del cráter Gale y analizando su composición. Y los resultados del instrumento del Curiosity han permitido hacerse una idea precisa de la composición de la atmósfera marciana sobre la superficie del cráter: 95% de dióxido de carbono (CO2), 2,6% de nitrógeno molecular (N2), 1,9% de argón (Ar), 0,6% de oxígeno molecular (O2) y 0,6% de dióxido de carbono (CO). Los datos también revelaron cómo las moléculas de esos gases se mezclan y circulan en el aire a lo largo de todo el año.

En Marte, los cambios estacionales se producen cuando el CO2 se congela sobre los polos en invierno, bajando así la presión del aire en todo el planeta y causando su redistribución. Al contrario, cuando el CO2 se evapora durante la primavera y el verano, se mezcla con el aire y su presión aumenta.

En este entorno, los investigadores descubrieron que el nitrógeno y el argón siguen un patrón estacional predecible, aumentando y disminuyendo su concentración en el cráter Gale durante las diversas estaciones y en función a la cantidad de CO2 presente en cada momento. Pero el comportamiento del oxígeno fue completamente distinto.

En principio, los investigadores esperaban que el oxígeno hiciera lo mismo que el nitrógeno y el argón, pero se encontraron con algo que no esperaban en absoluto: durante la primavera y el verano, la cantidad de oxígeno aumentaba hasta en un 30% , para volver después a caer, en otoño, a los niveles pronosticados por la química conocida. El patrón se repetía cada primavera, aunque de un año a otro la cantidad de oxígeno agregado a la atmósfera variaba. La única conclusión posible es que «algo» está produciendo ese oxígeno extra durante los meses cálidos. «La primera vez que vimos esto –afirma Sushil Atreya, de la Universidad de Michigan y coautor del estudio– fue alucinante».

Tan pronto como los científicos descubrieron el enigma del oxígeno, los expertos se pusieron manos a la obra para tratar de explicarlo. Lo primero que hicieron fue verificar, por duplicado y triplicado, la precisión del instrumento SAM, que fue el que midió los gases. Pero todo funcionaba a la perfección. Después, consideraron la posibilidad de que las moléculas de CO2 o de agua ( H2O ), pudieran ser las responsables de la liberación del exceso de oxígeno, al descomponerse en la atmósfera. Pero resulta que se necesitaría una cantidad de agua cinco veces superior a la que hay en la atmósfera marciana para producir la cantidad de oxígeno detectada y, además, el CO2 se descompone demasiado lentamente como para producir todo el oxígeno detectado todos los años.

Pero si el aumento veraniego del oxígeno es un misterio, tampoco su disminución invernal está clara. Para tratar de explicarla, los investigadores consideraron la posibilidad de que la radiación solar estuviera descomponiendo, en los meses fríos , las moléculas de oxígeno atmosféricas, que se perderían así en el espacio. Pero pronto llegaron a la conclusión de que ese proceso tardaría por lo menos 10 años en reducir el nivel de oxígeno, y los datos mostraban claramente que su nivel disminuía drásticamente una vez al año.

En palabras de Melissa Trainer , científica planetaria del Centro de Vuelos Espaciales Goddard, de la NASA , y directora de la investigación, «estamos luchando para explicar esto. Además, el hecho de que el comportamiento del oxígeno no se repita exactamente en cada temporada nos hace pensar que no estamos ante un problema que tenga que ver con la dinámica atmosférica. Tiene que haber una fuente química, y un sumidero , que aún no podemos explicar».

Para los científicos lo que está ocurriendo con el oxígeno es algo similar a lo que sucede con el metano , cuya cantidad en el cráter Gale también aumenta hasta en un 60% durante el verano por razones que no se han podido explicar. ¿Estarán ambos fenómenos relacionados?

Con los nuevos datos del oxígeno en la mano, Trainer y su equipo se preguntan ahora si una química similar a la que impulsa las variaciones estacionales del metano podría también impulsar las del oxígeno. Y es que, por lo menos en algunas ocasiones, las fluctuaciones de ambos gases se producen al mismo tiempo. «Estamos empezando a ver esta tentadora correlación entre el metano y el oxígeno durante una buena parte del año marciano –explica Atreya–. Y creo que eso significa algo. Pero no tenemos las respuestas todavía. Nadie las tiene ».

El oxígeno y el metano pueden tener tanto un origen biológico (a partir de microbios, por ejemplo), como abiótico (a partir de la química del agua y las rocas). Los investigadores están considerando ambas opciones, aunque por ahora no existen más evidencias de que haya una actividad biológica en Marte y el Curiosity , para colmo, no dispone de los instrumentos necesarios para dilucidar la cuestión.

Lo explica Timothy McConnochie, de la Universidad de Maryland y otro de los autores del estudio: «Todavía no hemos podido encontrar un proceso que produzca la cantidad de oxígeno que necesitamos, pero creemos que tiene que ser algo en la superficie del suelo . Algo que cambia estacionalmente, porque no hay suficientes átomos de oxígeno en la atmósfera para crear el comportamiento que estamos viendo».

«Esta es la primera vez –concluye Trainer– que observamos este comportamiento del oxígeno durante varios años, y no lo comprendemos del todo. Para mí, esta es una llamada abierta a todas las personas inteligentes que están interesadas en el tema: a ver qué se les ocurre».