Revelar el clima, potencialmente habitable, del antiguo Marte es una parte clave de esta misión de la NASA para explorar y comprender lo desconocido, para inspirar y beneficiar a la humanidad, y el rover Curiosity durante los 10 últimos años ha estado trabajando en ello.
En su décimo aniversario hacemos recuento de cinco de los descubrimientos más significativos que los científicos han conseguido usando el conjunto de instrumentos Sample Analysis at Mars (SAM) de Curiosity. El SAM es uno de los instrumentos de astrobiología más poderosos de la NASA en Marte. Está diseñado y construido en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland) y su labor se centra en buscar y medir moléculas orgánicas y elementos ligeros, que son importantes para la vida tal como la conocemos. Para completar esta tarea, el SAM transporta componentes que los científicos operan de forma remota para estudiar muestras marcianas.
1. Detección de compuestos orgánicos en Marte
Charles Malespin y Amy McAdam, los investigadores principales del SAM en Goddard, están muy de acuerdo con el hallazgo más significativo del SAM: detectó moléculas orgánicas en muestras de rocas recolectadas del cráter Gale de Marte. Las moléculas orgánicas (aquellas que contienen carbono) podrían usarse como bloques de construcción y “alimento” para la vida. Su presencia en Marte sugiere que el planeta pudo haber albergado vida, si es que alguna vez estuvo presente.
Si bien los isótopos en el dióxido de carbono y el metano medidos durante algunos análisis de muestras podrían ser consistentes con la antigua actividad biológica que produce los compuestos orgánicos observados, es importante que también haya explicaciones que no se basen en la vida; por ejemplo, esta señal isotópica podría ser el resultado de una interacción entre la luz ultravioleta del Sol y el dióxido de carbono de la atmósfera de Marte, produciendo compuestos orgánicos que caerían a la superficie, por lo que no se requeriría vida.
En general, estos resultados motivan los estudios actuales y futuros con el SAM y todo el conjunto de instrumentos Curiosity, así como otras misiones planetarias en busca de evidencia de entornos habitables y vida.
2. Variabilidad del metano
Usando el espectrómetro láser sintonizable del SAM, desarrollado en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA en el sur de California, los científicos han detectado fluctuaciones en la cantidad de metano presente en la atmósfera cercana a la superficie, donde Curiosity está recolectando muestras. En la Tierra, la mayor parte del metano presente en la atmósfera llega gracias a procesos originados por la vida y varía debido a cambios en los procesos biológicos, pero no sabemos si este es el caso en Marte.
Curiosity no está equipado para determinar si el metano que ha detectado se origina o no a partir de procesos biológicos, pero la gran cantidad de misiones en el Planeta Rojo continúan aportando datos al respecto.
3. Formación rocosa y edad de exposición en el cráter Gale
Curiosity solo llevaba poco más de un año en Marte cuando, gracias al SAM, los científicos determinaron por primera vez tanto la edad de formación como la edad de exposición de una roca en la superficie de otro planeta.
Las rocas alrededor del borde del cráter Gale se formaron hace unos 4 mil millones de años y luego se transportaron como sedimentos a la bahía de Yellowknife. “Aquí fueron enterrados y se convirtieron en rocas sedimentarias”, dijo McAdam. A partir de ahí, la meteorización y la erosión fragmentaron y expusieron las rocas a la radiación superficial, hace unos 70 millones de años. Además de proporcionar información sobre las tasas de erosión de Marte, saber cuánto tiempo estuvo expuesta una muestra, permite a los científicos considerar posibles cambios inducidos por la radiación en los compuestos orgánicos, que podrían afectar a la capacidad de identificar posibles firmas biológicas.
“El experimento de datación por edad no se planeó antes del lanzamiento”, dijo McAdam. “Pero la flexibilidad en el diseño y operación del SAM, y la dedicación de un equipo de científicos e ingenieros, permitieron que se llevara a cabo con éxito”.
4. Profundización en la historia del agua en Marte
El SAM también ha arrojado luz sobre el pasado más húmedo de Marte y cómo el planeta se ha secado. El agua es de vital importancia para la vida tal como la conocemos, y “múltiples líneas de evidencia indican que las rocas del cráter Gale registran una rica historia del agua”, dijo Malespin. “Parte de esa evidencia es la presencia de jarosita, un mineral de color amarillo rojizo que solo se forma en ambientes acuosos”, dijo McAdam. Un experimento de datación por edad con el SAM y otro instrumento Curiosity (APXS) encontró jarosita cientos de millones de años más joven de lo esperado.
Este hallazgo sugiere que incluso cuando gran parte de la superficie de Marte se estaba secando, algo de agua líquida permaneció debajo de la superficie en el entorno del cráter Gale, extendiendo el período de habitabilidad de cualquier microbio marciano que pudiera haber existido.
Además, los análisis realizados por el SAM proporcionaron información sobre la pérdida de la atmósfera de Marte que condujo a su evolución a largo plazo desde el estado cálido y húmedo inicial hasta el estado frío y árido actual. El agua, H2O, contiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. El hidrógeno se puede cambiar por una forma más pesada de sí mismo, llamada deuterio. Al medir la proporción de deuterio a hidrógeno en sus muestras, Curiosity, proporcionó pruebas de un historial de escape de hidrógeno y pérdida de agua en Marte.
5. Nitrógeno biológicamente útil
En la Tierra, el nitrógeno es un ingrediente esencial en la receta de la vida, pero no sirve cualquier nitrógeno. Para que la mayoría de los procesos biológicos hagan uso de él, los átomos de nitrógeno primero deben ser “fijados”: liberados de su fuerte tendencia a interactuar solo consigo mismos. “Se requiere nitrógeno fijo para la síntesis de ADN, ARN y proteínas”, dijo Malespin. “Estos son los componentes básicos de la vida tal como la conocemos”.
El SAM detectó nitrógeno fijo en forma de nitrato en muestras de rocas que analizó en 2.015. El hallazgo indicó que el nitrógeno utilizable biológica y químicamente estaba presente en Marte hace 3.500 millones de años.
“Si bien este nitrato podría haberse producido a principios de la historia marciana por choques térmicos de impactos de meteoritos”, dijo McAdam, “es posible que algo se esté formando en la atmósfera marciana hoy”.
Ningún hallazgo del SAM o de otros instrumentos de Curiosity puede ofrecer una prueba positiva de vida pasada en Marte, pero lo más importante es que estos descubrimientos no lo descartan. A principios de este año, la NASA prolongó la misión de Curiosity al menos hasta 2.025, lo que permite que el rover y su laboratorio móvil de química SAM se mantengan enfocados en la intrigante cuestión de la habitabilidad de Marte.
Edición: R. Castro.