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Experimentos de laboratorio que simularon hasta 50 millones de años de radiación cósmica bajo temperaturas extremas indican que hielo puro en Marte puede preservar biomoléculas por mucho más tiempo que suelo, arcilla o rocas, redirigiendo estrategias de búsqueda de vida
Un estudio conducido por científicos de la NASA y de la Universidad Estatal de Pensilvania indica que biomoléculas intactas de microorganismos dormidos se descomponen mucho más lentamente cuando se preservan en hielo de agua pura, incluso bajo condiciones similares a las de la superficie de Marte.
Al reproducir en laboratorio temperaturas extremas y exposición continua a la radiación cósmica marciana, los investigadores demostraron que fragmentos de moléculas formadoras de proteínas de la bacteria E. coli pueden sobrevivir por períodos superiores a 50 millones de años cuando están atrapados en hielo, especialmente en permafrost o casquetes polares marcianos.
Los resultados, publicados en la revista Astrobiology, refuerzan la hipótesis de que microorganismos antiguos, o vestigios moleculares de ellos, aún podrían estar preservados en el hielo de Marte, aguardando detección por futuras misiones científicas dedicadas a la búsqueda de vida en el Planeta Rojo.
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Hielo como ambiente prioritario en la búsqueda de vida marciana
El estudio sugiere un cambio de enfoque en las estrategias de exploración biológica en Marte, indicando que regiones dominadas por hielo puro o permafrost rico en hielo ofrecen mayor potencial de preservación de compuestos orgánicos que áreas compuestas por rocas, arcilla o suelo mixto.
Según los investigadores, el ritmo de descomposición molecular observado en el hielo puro es significativamente menor que en ambientes donde el agua está mezclada con sedimentos minerales.
Este comportamiento contradice hipótesis anteriores sobre la vulnerabilidad de la materia orgánica en hielo bajo radiación intensa.
Christopher House, coautor del estudio y profesor de geociencias de Penn State, destacó que 50 millones de años superan ampliamente la edad estimada de muchos depósitos de hielo cercanos a la superficie marciana, generalmente inferiores a dos millones de años, lo que amplía las posibilidades de preservación biológica.
De acuerdo con House, si existen bacterias cerca de la superficie de Marte, futuras misiones equipadas para acceder al hielo podrán encontrarlas, siempre que logren alcanzar estas capas preservadas bajo condiciones adecuadas.
Simulación rigurosa de la radiación y el frío de Marte
El equipo, liderado por el científico espacial Alexander Pavlov, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, utilizó bacterias E. coli como modelo experimental para simular la estabilidad de biomoléculas bajo condiciones marcianas extremas.
Las muestras fueron colocadas en tubos de ensayo sellados, llenos de hielo de agua pura. Otras muestras fueron combinadas con agua y materiales comunes en sedimentos marcianos, incluyendo rocas ricas en silicatos y arcilla, para comparación directa entre los ambientes.
Después de la congelación, los tubos fueron transferidos a una cámara de radiación gamma en el Centro de Ciencia e Ingeniería de la Radiación de Penn State, mantenida a -60 grados Fahrenheit, temperatura similar a la de regiones heladas de Marte.
Las muestras fueron expuestas a una dosis de radiación equivalente a 20 millones de años de rayos cósmicos en la superficie marciana. Posteriormente, los investigadores modelaron otros 30 millones de años de exposición, totalizando una simulación de 50 millones de años bajo condiciones extremas.
Resultados indican degradación mucho más lenta en hielo puro
Los resultados mostraron que, en muestras preservadas exclusivamente en hielo de agua pura, más del 10% de los aminoácidos de la E. coli sobrevivieron al período simulado de 50 millones de años, un índice considerado significativo por los investigadores.
En contraste, muestras mezcladas con sedimentos similares a los de Marte presentaron una degradación aproximadamente diez veces más rápida, con destrucción casi total de los aminoácidos a lo largo del mismo intervalo de tiempo.
Un estudio anterior del grupo, publicado en 2022, ya había indicado que aminoácidos preservados en una mezcla de 10% de hielo y 90% de suelo marciano eran destruidos más rápidamente que aquellos encontrados solo en sedimentos, reforzando el papel del hielo puro como elemento protector.
Según Pavlov, los nuevos resultados fueron inesperados, ya que se creía que la materia orgánica en agua o hielo puro se destruiría más rápidamente que en mezclas con suelo.
El estudio reveló lo contrario, cambiando la comprensión sobre los mecanismos de degradación molecular en ambientes helados.
Interacción entre hielo y minerales puede acelerar la destrucción
Los investigadores plantearon la hipótesis de que la degradación más rápida en muestras que contienen sedimentos esté relacionada con la formación de una fina película líquida en las interfaces entre el hielo y los minerales presentes en el suelo.
Esta película podría permitir que partículas nocivas generadas por la radiación alcancen más fácilmente los aminoácidos, promoviendo su destrucción acelerada. En el hielo sólido, estas partículas permanecerían inmovilizadas, reduciendo el impacto sobre los compuestos orgánicos.
De acuerdo con Pavlov, en hielo puro las especies químicas reactivas creadas por la radiación quedan congeladas y pueden no lograr migrar hasta los compuestos orgánicos, retrasando significativamente los procesos de degradación molecular.
Estos hallazgos refuerzan la idea de que regiones dominadas por hielo puro representan ambientes ideales para la búsqueda de material biológico reciente en Marte, especialmente en áreas cercanas a la superficie donde el hielo esté protegido de la mezcla con minerales.
Implicaciones para lunas heladas del sistema solar
Además de Marte, los científicos también probaron la estabilidad de material orgánico en temperaturas similares a las encontradas en Europa, luna helada de Júpiter, y en Encélado, luna helada de Saturno.
Bajo estas condiciones aún más frías, la tasa de deterioro de los compuestos orgánicos fue aún menor, indicando que ambientes helados en el sistema solar exterior pueden preservar biomoléculas por períodos extremadamente largos.
Los resultados son considerados alentadores para la misión Europa Clipper, lanzada en 2024, que viajará 2,9 mil millones de kilómetros hasta Júpiter, con llegada prevista para 2030.
La misión realizará 49 sobrevuelo cercanos a Europa, con el objetivo de evaluar si existen lugares debajo de la superficie helada capaces de albergar vida, utilizando instrumentos diseñados para investigar la estructura del hielo y la composición del océano subterráneo.
Desafíos técnicos para explorar el hielo en Marte
En Marte, la exploración directa del hielo ya fue iniciada por la misión Mars Phoenix, que en 2008 fue la primera en excavar y fotografiar hielo en el equivalente marciano del Círculo Polar Ártico.
Según House, hay grandes cantidades de hielo en Marte, pero la mayor parte está ubicada justo debajo de la superficie, exigiendo equipos robustos para el acceso directo a estas capas preservadas.
Futuras misiones, de acuerdo con el investigador, necesitarán perforadoras más grandes o palas más potentes para alcanzar el hielo de forma eficaz, siguiendo principios similares a los adoptados en el diseño y las capacidades técnicas de Phoenix.
Los resultados del estudio proporcionan una base experimental sólida para guiar estas misiones, indicando dónde buscar y cuáles ambientes ofrecen mayor probabilidad de preservación de biomoléculas antiguas, incluso después de millones de años bajo radiación intensa.
La investigación fue financiada por el Programa de Financiamiento Interno para Científicos de la División de Ciencias Planetarias de la NASA y refuerza el papel del hielo como archivo natural de la historia biológica potencial de Marte, ampliando las perspectivas de descubrimientos futuros en el planeta vecino del sistema solar.
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