El antiguo Marte probablemente tenía un amplio suministro de energía química para que los microbios pudieran prosperar bajo tierra, según una nueva investigación.
«Mostramos, basándonos en cálculos básicos de física y química, que el subsuelo marciano antiguo probablemente tenía suficiente hidrógeno disuelto para alimentar una biosfera subsuperficial global», dijo Jesse Tarnas, estudiante graduado de la Universidad Brown y autor principal de un estudio publicado en Earth and Planetary Science Letters. «Las condiciones en esta zona habitable habrían sido similares a lugares en la Tierra donde existe vida subterránea».
La Tierra es el hogar de lo que se conoce como ecosistemas microbianos litotróficos subsuperficiales (SliMEs por sus siglas en inglés). Al carecer de energía de la luz solar, estos microbios subterráneos a menudo obtienen su energía de electrones de las moléculas en sus entornos circundantes. El hidrógeno molecular disuelto es un gran donante de electrones y se sabe que alimenta a SLiME en la Tierra.
Este nuevo estudio muestra que la radiolisis, un proceso a través del cual la radiación rompe las moléculas de agua en sus partes constitutivas de hidrógeno y oxígeno, habría creado una gran cantidad de hidrógeno en el antiguo subsuelo marciano. Los investigadores estiman que las concentraciones de hidrógeno en la corteza hace unos 4.000 millones de años habrían estado en el rango de concentraciones que sostienen a los abundantes microbios en la Tierra hoy en día.
Los hallazgos no significan que la vida definitivamente existió en el antiguo Marte, pero sí sugieren que si la vida realmente comenzó, el subsuelo marciano tenía los ingredientes clave para soportarlo durante cientos de millones de años. El trabajo también tiene implicaciones para la futura exploración de Marte, lo que sugiere que las áreas donde se expone el subsuelo antiguo podrían ser buenos lugares para buscar evidencia de vida pasada.
Desde el descubrimiento, hace décadas, de antiguos canales fluviales y lechos de los lagos en Marte, los científicos se han sentido tentados por la posibilidad de que el Planeta Rojo alguna vez haya albergado la vida. Pero aunque la evidencia de la actividad acuática pasada es inconfundible, no está claro cuánto fluyó en realidad la historia marciana. Los modelos climáticos de vanguardia para el Marte temprano producen temperaturas que rara vez superan el punto de congelación, lo que sugiere que los primeros períodos húmedos del planeta pueden haber sido eventos fugaces. Ese no es el mejor escenario para mantener la vida en la superficie a largo plazo, y algunos científicos piensan que el subsuelo podría ser una mejor apuesta para la vida marciana del pasado.
«La pregunta entonces se convierte en: ¿Cuál era la naturaleza de esa vida subsuperficial, si existía, y de dónde sacó su energía?» dijo Jack Mustard, profesor en el Departamento de Tierra, Ciencias Ambientales y Planetarias de Brown y coautor del estudio. «Sabemos que la radiolisis ayuda a proporcionar energía para los microbios subterráneos en la Tierra, por lo que lo se hizo fue buscar en la historia de la radiólisis en Marte».
Los investigadores analizaron los datos del espectrómetro de rayos gamma que vuela a bordo de la nave espacial Mars Odyssey de la NASA. Ellos mapearon abundancias de los elementos radiactivos de torio y potasio en la corteza marciana. Sobre la base de esas abundancias, podrían inferir la abundancia de un tercer elemento radiactivo, el uranio. La descomposición de esos tres elementos proporciona la radiación que impulsa la descomposición radiolítica del agua. Y debido a que los elementos se descomponen a tasas constantes, los investigadores podrían usar las abundancias modernas para calcular las abundancias hace 4.000 millones de años. Eso le dio al equipo una idea del flujo de radiación que habría estado activo para impulsar la radiólisis.
El siguiente paso fue estimar cuánta agua habría estado disponible para que esa radiación desapareciera. La evidencia geológica sugiere que habría habido abundante agua subterránea burbujeando en las rocas porosas de la antigua corteza marciana. Los investigadores usaron medidas de la densidad de la corteza marciana para estimar aproximadamente cuánto espacio poroso habría estado disponible para que el agua se llenara.
Finalmente, el equipo utilizó modelos geotérmicos y climáticos para determinar dónde habría estado el punto óptimo para una posible vida. No puede ser tan frío que toda el agua esté congelada, pero tampoco puede ser cocida por el calor del núcleo fundido del planeta.
Combinando esos análisis, los investigadores concluyen que Marte probablemente tenía una zona habitable subterránea global de varios kilómetros de espesor. En esa zona, la producción de hidrógeno a través de la radiólisis habría generado una energía química más que suficiente para mantener la vida microbiana, según lo que se conoce acerca de tales comunidades en la Tierra. Y esa zona habría persistido durante cientos de millones de años, concluyen los investigadores.
Los hallazgos se mantuvieron incluso cuando los investigadores modelaron una variedad de diferentes escenarios climáticos, algunos en el lado más cálido, otros en el lado más frío. Curiosamente, dice Tarnas, la cantidad de hidrógeno subsuperficial disponible para la energía en realidad sube bajo los escenarios de clima extremadamente frío. Eso es porque una capa más gruesa de hielo sobre la zona habitable sirve como una tapa que ayuda a evitar que el hidrógeno escape del subsuelo.
