Flujos de agua salada en Marte y su enorme interés astrobiológico

La nave Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA acaba de explicar el origen de unos misteriosos flujos oscuros avanzando por las laderas de ciertos cráteres y pendientes del planeta Marte. Tales detalles parecían desvanecerse durante las estaciones frías ante nuestros atónitos ojos. Ahora empleando el espectrómetro compacto a bordo del MRO se confirma que se trata de salmueras hidratadas. Esto apoya la existencia de un ciclo hidrológico en el subsuelo que podría proporcionar un hábitat propicio para la aparición y el mantenimiento de vida microbiana.

El orbitador Mars Global Surveyor descubrió hace ya una década unos misteriosos flujos oscuros avanzando por las laderas de ciertos cráteres y pendientes del planeta Marte. Se han convenido en denominar líneas de ladera recurrentes (RSL) y se describen en un artículo de Ojha et al. (2015). La importante presencia de agua en el planeta rojo es de sobra conocida gracias a la prueba múltiple obtenida en las últimas décadas y el grado de exhaustiva monitorización de cualquier leve cambio al que se encuentra sometido desde hace un par de décadas. El principal protagonista de ese exhaustivo estudio publicado ahora es el orbitador Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) que dotado de cámaras y espectrómetros de alta resolución comienza a sorprendernos por la magnitud de sus descubrimientos, posiblemente decisivos a la hora de decidir los futuros lugares de amartizaje de las misiones tripuladas que esperamos poder ver en quizás un par de décadas.

Figura 1. Las variaciones en los depósitos de las laderas de los cráteres situados en latitudes medias y caldeadas ya fueron observados por Mars Global Surveyor (NASA/JPL/Malin Space Science Systems)

EL ORIGEN DEL AGUA MARCIANA

Desde sus inicios Marte se formó de la agregación de planetesimales hidratados en buena proporción y, por tanto, no debe sorprendernos que el agua siga omnipresente en su interior. Sin embargo el agua líquida no es estable en las condiciones actuales de baja presión y temperatura y particularmente bajo el influjo degradativo de la radiación UV. De hecho, conocemos que existe no sólo en las regiones polares sino también en el subsuelo como han revelado pequeños cráteres excavados en determinadas regiones. También algunos meteoritos marcianos llegados a la Tierra, como el célebre Allan Hills 84001 que actualmente estudiamos en el Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC-IEEC) apoyan la existencia de diversos periodos de hidratación de la superficie marciana (Moyano-Cambero et al., 2014). También algunos meteoritos marcianos, siendo las únicas muestras que disponemos del planeta rojo, apoyan que el Marte primitivo poseyó actividad ígnea apreciable que tuvo asociada una importante desgasificación a escala global. Conforme el planeta fue perdiendo esa atmósfera al espacio el efecto invernadero cesó y el agua se fue retirando al subsuelo donde se encuentra presente en forma de permafrost, en buena parte de las regiones más frías y los polos tal y como revelan ciertos impactos relativamente recientes que han dejado expuesto el subsuelo helado (Fig. 2).

Figura 2. Un pequeño cráter de impacto ha dejado al descubierto agua helada en el subsuelo de Marte (NASA/HIRISE)

Como consecuencia directa de tal desgasificación interna de volátiles, tales gases dieron lugar a etapas climáticas similares a las que pudieron suceder en la Tierra primitiva, con la salvedad de que la inyección de gas a la atmósfera debería ser sostenida para contrarrestar el escape progresivo debido al menor campo gravitatorio marciano. Es precisamente esa la razón por la que hoy en día la atmósfera de Marte es muy tenue si bien en el pasado podría haber llegado a alcanzar desde 0,5 a 3 bares siendo mayoritariamente compuesta por CO₂. Precisamente diversos minerales encontrados en terrenos asociados al Marte primitivo de hace unos 4000 millones de años (Ma) se formaron en el contexto de una atmósfera densa y una importante cantidad de agua en la superficie que conllevó la alteración acuosa en un entorno altamente hidratado (Fernández-Remolar et al., 2011).

Figura 3. Flujos acuosos en el cráter marciano Horowitz (NASA/JPL/University of Arizona)

LA NUEVA PRUEBA OBTENIDA DE AGUA FLUYENDO EN LA ACTUALIDAD

El orbitador Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA hace años que sigue los pasos del MGS y viene detectando en algunas laderas de cráteres y promontorios del planeta rojo esos flujos salinos que varían su extensión y se propagan preferentemente durante las estaciones cálidas. Tales detalles son alargados y requieren obtener imágenes de muy alta resolución dado que miden varios metros de ancho y decenas de metros de largo, siendo variable su extensión y albedo durante los periodos cálidos. También requieren orbitadores que puedan tomar imágenes secuenciadas en similares condiciones de iluminación. Como se ha indicado anteriormente, esos fluidos habían sido descritos anteriormente (Martín-Torres et al., 2015) pero ahora se confirma que están fluyendo en la actualidad.

Figura 4. Flujos acuosos en el cráter Garni (Nasa/AFP/Getty Images)

Los espectros obtenidos por el espectrómetro compacto a bordo del MRO no deja lugar a duda. Esas finas estructuras (Fig. 2-4) están formadas por salmueras hidratadas en las que abundan el clorato y perclorato de magnesio y sodio. Tales sales en las debidas proporciones podrían bajar el punto de congelación del agua hasta unos -70 ºC y, por tanto, confieren a esas salmueras hidratadas la posibilidad de fluir a las bajísimas temperaturas del Marte actual. Lo más interesante es que el descubrimiento apoya claramente la existencia de agua fluyendo en el subsuelo de Marte y, por tanto, apoya la existencia de un ciclo hidrológico subterráneo. De hecho, ese hábitat podría incluso poseer un gran potencial para hallar bacterias extremófilas. Debemos tener en cuenta que si el planeta poseyó unas condiciones mucho más favorables en el pasado y ha ido enfriándose progresivamente podrían existir microorganismos que progresivamente hayan podido mudarse hacia esos últimos entornos habitables.

Figura 5. Imágenes secuenciadas tomadas por la cámara del High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) a bordo del MRO mostrando esos flujos oscuros que se propagan a lo largo de las estaciones (NASA/JPL/University of Arizona).

SALMUERAS, EVAPORITAS Y EL ORIGEN DE LA VIDA (¡EN MARTE!)

Se ha sugerido que un mundo vivo primigenio podría autorreplicarse usando el ácido ribonucleico (ARN) fue una hipótesis inicialmente sugerida por el microbiólogo Carl R. Woese (1967) aunque desarrollada en todas sus implicaciones por el biofísico Francis Crick (1916-2004) y el químico Leslie Orgel (1927-2007). La vida terrestre emplea dos formas esenciales (ARN y ADN) para transmitir la información genética aunque el primero sea sumamente rudimentario en ese sentido y sólo se dé en ciertos virus. Cuando se habla del origen de la vida se suele proponer un mundo del ARN como punto de partida por lo que muchos investigadores intentan descubrir rutas de síntesis abiótica para los componentes del ARN. Algunos problemas encontrados serían la aparente inestabilidad de la ribosa y las vías en que se pudo sintetizar. Las respuestas podrían hallarse en ciertos experimentos con minerales fruto de alteración acuosa que involucran boro. El boro es un elemento más bien raro, pero ciertos minerales lo contienen en forma de borato como por ejemplo colemanita (Ca₂B₆O₁₁·5H₂O). El borato tiene una estructura tetragonal curiosa pero aparece excluido de los procesos de formación de minerales comunes, si bien aparece en las famosas gemas conocidas como turmalinas. En la Tierra y Marte la acción del agua parece ser importante, por lo que el borato puede ser transportado por los ríos a regiones llanas o desérticas en donde, bajo la luz solar, cristalizaría formando las evaporitas marcianas. Ese se ha propuesto que podría ser un medio adecuado para sintetizar (y estabilizar) ribosa y otros azúcares relacionados (véase Trigo-Rodríguez, 2012).

Figura 6. Imagen en falso color obtenido por el intrumento THEMIS a bordo de Mars Odyssey (NASA) mostrando la abundancia y localización de hematita en el punto de amartizaje del rover Opportunity's en Meridiani Planum (NASA).

No debe sorprendernos el creciente interés astrobiológico por el planeta rojo. Hace ya unas décadas Joseph Kirschvink de Caltech sugirió que la vida terrestre pudo originarse a partir de ribosa formada en Marte. La superficie del planeta rojo parece haber sido favorable para la formación de evaporitas (Fig. 5). En esa hipótesis que muchos consideran bastante improbable el mecanismo de transporte hacia la Tierra hubieran sido a bordo de los meteoritos marcianos. Pese a ello, el descubrimiento de flujos de agua salada en Marte y la posibilidad que pueda albergar microorganismos se revela como una excusa apasionante para abordar muy pronto la exploración humana del planeta rojo.

REFERENCIAS

Fernández-Remolar D.C. et al. (2011) The environment of early Mars and the missing carbonates. MAPS 46, 1447-1469.

Martín-Torres F.J. et al. (2015) Transient liquid water and water activity at Gale
crater on Mars. Nature Geosciences, DOI: 10.1038/NGEO2412

Moyano-Cambero C.E. et al. (2014) Raman Spectroscopy Study of the Carbonate Globules in Allan Hills 84001 to Better Understand Their Mineralogy. Lunar and Planetary Science Conference 45, LPI, abstract #1844.

Ojha L. et al. (2015) Spectral evidence for hydrated salts in recurring slope lineae on Mars. Nature Geosciences, DOI: 10.1038/NGEO2546

Trigo Rodríguez J.M. (2012) Las raíces cósmicas de la vida. Colección El espejo y la lámpara. Ediciones UAB, Barcelona, ISBN: 978-84-939695-2-3, 241 págs.

Investigación y Ciencia

Josep María Trigo-Rodríguez