La NASA explora el origen del metano en Marte: ¿Geología o biología?
El descubrimiento más sorprendente del rover Curiosity en el cráter Gale: la emanación de metano desde la superficie, tiene a los científicos desconcertados. ¿Es acaso evidencia de vida?
Cráter Gale, Marte.
En la Tierra, la mayoría del metano es producido por criaturas vivas, razón por la cual los científicos no esperaban encontrar metano en el aparentemente hostil planeta rojo. Aún así, el laboratorio de química portátil a bordo de Curiosity, conocido como SAM (por Análisis de Muestras en Marte), ha estado continuamente detectando rastros del gas cerca de la superficie del cráter Gale, el único lugar en la superficie marciana donde se ha detectado metano hasta ahora. La fuente probable, asumen los investigadores de la NASA, son mecanismos geológicos que involucran agua y rocas profundamente bajo tierra.
Si eso fuera toda la historia, las cosas serían fáciles. Sin embargo, SAM ha descubierto que el metano se comporta de manera inesperada en el cráter Gale. Aparece por la noche y desaparece durante el día. Fluctúa estacionalmente y a veces alcanza niveles hasta 40 veces más altos de lo normal. Sorprendentemente, el metano tampoco se está acumulando en la atmósfera: el Orbitador de Gases Traza ExoMars de la ESA —enviado a Marte específicamente para estudiar el gas en la atmósfera— no ha detectado metano.
Entonces, ¿por qué algunos instrumentos científicos detectan metano en el planeta rojo mientras que otros no lo hacen?
«Es una historia llena de giros argumentales», dijo Ashwin Vasavada, científico del proyecto Curiosity en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California.
Nuevas ideas
El metano mantiene ocupados a los científicos de Marte con trabajos de laboratorio y proyectos de modelado por computadora que tienen como objetivo explicar por qué el gas se comporta de manera extraña y solo se detecta en el cráter Gale. Recientemente, un grupo de investigación de la NASA compartió una propuesta interesante.
En un informe publicado en el Journal of Geophysical Research: Planets, el grupo sugirió que el metano —independientemente de cómo se produzca— podría estar sellado bajo sal solidificada y formada en el regolito marciano, que es «suelo» compuesto de roca y polvo fragmentados. Cuando la temperatura aumenta durante las estaciones más cálidas o momentos del día, debilitando el sello, el metano podría filtrarse.
Dirigidos por Alexander Pavlov, un científico planetario del JPL en Greenbelt, Maryland, los investigadores sugieren que el gas también puede erupcionar en ráfagas cuando los sellos se agrietan bajo la presión, por ejemplo, de un rover del tamaño de un SUV pequeño que pasa sobre ellos.
«La hipótesis del equipo podría ayudar a explicar por qué el metano se detecta solo en el cráter Gale, dado que es uno de los dos lugares en Marte donde un robot está recorriendo y perforando la superficie», dijo Pavlov. (El otro es el cráter Jezero, donde el rover Perseverance de la NASA está trabajando, aunque ese rover no tiene un instrumento para detectar metano).
Pavlov rastrea el origen de esta hipótesis a un experimento no relacionado que dirigió en 2017, que involucró el cultivo de microorganismos en un permafrost marciano simulado (suelo congelado) infundido con sal. El objetivo del mismo era probar si las bacterias conocidas como halófilas —que viven en lagos de agua salada y otros entornos ricos en sal en la Tierra— podrían prosperar en condiciones similares en Marte.
Los resultados del crecimiento de microbios resultaron inconclusos, pero los investigadores notaron algo inesperado: la capa superior del suelo formó una costra de sal a medida que el hielo salado sublimaba, pasando de sólido a gas y dejando la sal atrás.
Permafrost en Marte y en la Tierra
«No pensamos mucho en eso en ese momento», comentó Pavlov, pero recordó la costra de sal en 2019, cuando el espectrómetro de láser sintonizable de SAM detectó un estallido de metano que nadie pudo explicar. «Fue entonces cuando hizo clic en mi mente».
Y fue entonces cuando él y un equipo comenzaron a probar las condiciones que podrían formar y agrietar sellos de sal endurecida.
Esta es una muestra de regolito marciano simulado, que es «suelo» compuesto de rocas y polvo fragmentados. Es una de las cinco muestras que los científicos infundieron con concentraciones variables de un tipo de sal llamado perclorato, que es común en Marte. Crédito: Alexander Pavlov/NASA.
En total, probaron cinco muestras de permafrost infundidas con concentraciones variables de un tipo de sal llamado perclorato, que es común en Marte. (Probablemente no haya permafrost en el cráter Gale hoy, pero los sellos podrían haberse formado hace mucho tiempo cuando Gale era más frío y estaba más helado). Los científicos expusieron cada muestra a diferentes temperaturas y presión del aire dentro de una cámara de simulación de Marte en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
Periódicamente, el equipo de Pavlov inyectó neón —un análogo de metano— debajo de la muestra de suelo y midió la presión del gas debajo y encima de ella. Una presión más alta debajo de la muestra implicaba que el gas estaba atrapado. En última instancia, se formó un sello bajo condiciones similares a las de Marte dentro de tres a trece días solo en muestras con concentraciones de perclorato del 5 al 10 %.
Esta imagen muestra otra muestra de «suelo» marciano simulado después de ser retirada de la cámara de simulación de Marte. La superficie está sellada con una costra sólida de sal. Crédito: Alexander Pavlov/NASA.
Esa es una concentración de sal mucho más alta de la que Curiosity ha medido en el cráter Gale. No obstante, el regolito allí es rico en un tipo diferente de minerales de sal llamados sulfatos, que el equipo de Pavlov quiere probar a continuación para ver si también pueden formar sellos.
Más mediciones son necesarias
El rover Curiosity ha llegado a una región que se cree que se formó mientras el clima de Marte se estaba secando. En este contexto, comprender a cabalidad los mecanismos de generación y destrucción de metano en este sitio es crucial.
Los aportes teóricos, como los realizados por Pavlov, resultan esenciales para este cometido. No obstante, los científicos enfatizan la necesidad de contar con mediciones de metano más consistentes.
SAM huele metano solo varias veces al año porque de lo contrario está ocupado realizando su trabajo principal de perforar muestras de la superficie y analizar su composición química.
Lleno de lagunas saladas, el salar de Quisquiro en la región del Altiplano de América del Sur representa el tipo de paisaje que los científicos creen que pudo haber existido en el cráter Gale en Marte, que está explorando el rover Curiosity de la NASA. Crédito: Maksym Bocharov.
«Los experimentos de metano requieren muchos recursos, así que tenemos que ser muy estratégicos cuando decidimos hacerlos», dijo Charles Malespin del Goddard, investigador principal de SAM.
Sin embargo, para probar con qué frecuencia aumentan los niveles de metano, por ejemplo, se requeriría una nueva generación de instrumentos de superficie que midan el metano continuamente desde muchos lugares en Marte, dicen los científicos.
«Algunos de los trabajos sobre metano tendrán que ser dejados para futuras naves espaciales de superficie que estén más centradas en responder estas preguntas específicas», concluyó Vasavada.
