¿Procede el carbono de Marte de organismos vivientes?

En concreto, y en un estudio recién aparecido en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), un equipo de investigadores de la NASA, el Instituto Carnegie para las Ciencias y las universidades de Michigan, Georgetown y Estatal de Pennsylvania propone tres posibles explicaciones para el origen del carbono marciano: polvo cósmico, degradación ultravioleta del dióxido de carbono o degradación ultravioleta del metano producido por organismos vivientes. "Cualquiera de estos tres escenarios -escriben los científicos- son poco convencionales y se diferencian de los procesos que son comunes en la Tierra".

Los isótopos son átomos de un mismo elemento cuyos núcleos, sin embargo, no tienen el mismo número de neutrones. Y el carbono tiene dos isótopos estables, el 12 y el 13. Al observar las proporciones de cada uno de ellos en una sustancia determinada, los científicos pueden averiguar detalles sobre cómo fue el ciclo del carbono que los produjo, incluso si éste sucedió muy atrás en el tiempo.

"Las cantidades de carbono 12 y carbono 13 en nuestro sistema solar -explica Christopher H. House, coautor del artículo- son las mismas que existían en los tiempos de su formación. Ambos están presentes en todo, pero debido a que el carbono 12 reacciona más rápido que el carbono 13, observar las cantidades relativas de cada uno en las muestras puede resultar revelador".

Curiosity ha pasado los últimos nueve años explorando un área del cráter Gale en la que han quedado expuestas capas de roca muy antiguas. El rover perforó la superficie de esas capas y obtuvo muestras enterradas a varios cm bajo la superficie actual. Tras calentar esas muestras para separar sus componentes químicos y llevar después a cabo un análisis espectrográfico del carbono liberado, los resultados mostraron una amplia gama de cantidades de carbono 12 y 13, según dónde o cuándo se formó cada muestra. Parte del carbono resultó ser muy pobre en carbono 13, mientras que otra parte estaba muy enriquecida con este isótopo en concreto.

"Las muestras extremadamente empobrecidas en carbono 13 son un poco como las muestras de Australia tomadas de sedimentos de hace 2.700 millones de años -explica House-, que fueron causadas por la actividad biológica cuando el metano fue consumido por antiguas colonias microbianas. Pero no necesariamente sucedió lo mismo en Marte, porque es un planeta que puede haberse formado a partir de materiales y procesos diferentes a los de la Tierra".

Para explicar las muestras con tan poco carbono 13, los investigadores sugieren tres posibilidades: una nube de polvo cósmico, la radiación ultravioleta que descompone el dióxido de carbono o la degradación ultravioleta del metano creado biológicamente.

Según explica House, cada doscientos millones de años el Sistema Solar atraviesa una nube molecular galáctica. "Pero no deposita mucho polvo. Es difícil ver cualquiera de estos eventos de deposición en el registro de la Tierra".

Para crear una capa de la que Curiosity pudiera tomar muestras, en efecto, la nube de polvo galáctico primero habría tenido que bajar la temperatura en un Marte que todavía contenía agua y crear glaciares. El polvo se habría depositado sobre el hielo y luego habría tenido que permanecer en su lugar una vez que el glaciar se derritiera, dejando una capa de suciedad que incluía el carbono.

Algo muy poco probable ya que, hasta el momento, hay muy poca evidencia de glaciares pasados en el cráter Gale de Marte. Según los investigadores, "esta explicación es plausible, pero requiere investigación adicional".

La segunda posible explicación para las cantidades más bajas de carbono 13 es la conversión ultravioleta de dióxido de carbono en compuestos orgánicos como el formaldehído. Según House, "hay estudios que predicen que la radiación ultravioleta podría causar este tipo de fraccionamiento. Sin embargo, necesitamos más resultados experimentales para que podamos confirmar o descartar esta explicación".

La tercera forma de producir muestras muy pobres en carbono 13 es, también, la más interesante: organismos vivientes.

Aquí, en la Tierra, una firma muy pobre en carbono 13 obtenida en un terreno muy antiguo indicaría que los microbios del pasado consumieron metano producido por microbios. El antiguo Marte pudo tener grandes columnas de metano liberadas desde el subsuelo y consumidas después por microorganismos en la superficie. Sin embargo, según los investigadores, actualmente no hay evidencia sedimentaria de microbios superficiales en el paisaje pasado de Marte.

En palabras de House, "las tres posibilidades apuntan a un ciclo de carbono inusual que no se parece a nada al de la Tierra actual. Pero necesitamos más datos para averiguar cuál de estas es la explicación correcta. Sería bueno que el rover detectara una gran columna de metano y midiera los isótopos de carbono a partir de ella, pero si bien hay columnas de metano, la mayoría son pequeñas y ningún rover ha tomado muestras de una lo suficientemente grande como para medir los isótopos”.

Para el científico, encontrar los restos de esteras microbianas o evidencia de depósitos glaciales también podría aclarar un poco más las cosas: "Estamos siendo cautelosos con nuestra interpretación, que es el mejor camino cuando se estudia otro mundo”.

Curiosity, además, aún sigue recolectando y analizando muestras y dentro de aproximadamente un mes regresará a uno de los lugares donde encontró algunas de las muestras usadas para este estudio. Comparar las tasas actuales de los isótopos de carbono con las obtenidas hace varios años podría aportar pistas importantes para la solución.