El origen es probablemente metano biológico

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NASA
Establecida en 1958, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) es una agencia independiente del Gobierno Federal de los Estados Unidos que sucedió al Comité Asesor Nacional para la Aeronáutica (NACA). Es responsable del programa espacial civil, así como de la investigación aeronáutica y aeroespacial. Su visión es “Descubrir y ampliar el conocimiento en beneficio de la humanidad”.

“>NASALa nave espacial Curiosity ha aterrizado

Marte
Marte es el segundo planeta más pequeño de nuestro sistema solar y el cuarto planeta desde el sol. El óxido de hierro prevalece en la superficie de Marte, lo que da como resultado su color rojizo y su apodo “El planeta rojo”. El nombre de Marte proviene del dios romano de la guerra.

“>Marte A partir del 6 de agosto de 2012, se recorrió el cráter Gale para recolectar muestras y enviar los resultados a casa para que los investigadores los interpreten. El análisis de isótopos de carbono en muestras de sedimentos tomadas de seis sitios expuestos, incluidos acantilados expuestos, dejó a los investigadores con tres explicaciones plausibles para el origen del carbono: polvo cósmico, desintegración ultravioleta del dióxido de carbono o desintegración ultravioleta del metano producido biológicamente.

Los investigadores registraron hoy (17 de enero de 2022) en Academia Nacional de Ciencias Próximo Que “estos tres escenarios no son convencionales, en contraste con los procesos comunes en la Tierra”.

El carbono tiene dos isótopos estables, 12 y 13. Al observar la cantidad de cada uno en una sustancia, los investigadores pueden descubrir los detalles del ciclo del carbono que ocurre, incluso si ocurre durante mucho tiempo.

“La cantidad de carbono 12 y carbono 13 en nuestro sistema solar es la cantidad que existía cuando se formó el sistema solar”, dijo Christopher H. House, profesor de ciencias de la tierra en Penn State. “Ambos están presentes en todos los sentidos, pero debido a que el carbono 12 reacciona más rápidamente que el carbono 13, observar las cantidades relativas de los dos en la muestra puede revelar el ciclo del carbono”.

Agujero de perforación de Highfield en Vera Robin Ridge

La foto muestra el pozo de Highfield en Vera Rubin Ridge. El polvo de perforación de estos agujeros revela valores de isótopos de carbono que indican un ciclo de carbono que incluye vida bajo la superficie, radiación ultravioleta intensa que penetra en la atmósfera o polvo interestelar. Imagen tomada por Hand Lens Imager of Mars en sol 2247. Crédito: NASA/Caltech-JPL/MSSS

Curiosity, dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, ha pasado los últimos nueve años explorando el cráter Gale, que ha descubierto capas de roca antigua. La sonda excava en la superficie de esta capa y toma muestras de la capa de sedimentos enterrados. Curiosity calienta la muestra en ausencia de oxígeno para separar los productos químicos. El análisis espectroscópico de la fracción de carbono reducida de esta pirólisis muestra cantidades variables de carbono 12 y carbono 13 dependiendo de dónde o cuándo se formó la muestra original. Parte del carbono está muy empobrecido en carbono 13, mientras que otras muestras de carbono están enriquecidas.

“La muestra deficiente en carbono 13 era algo similar a la muestra de Australia tomada de sedimentos que tenían 2.700 millones de años”, dijo House. “Estas muestras son el resultado de la actividad biológica cuando el metano fue consumido por capas microbianas antiguas, pero no podemos saber en Marte porque es un planeta que probablemente se formó a partir de materiales y procesos diferentes a los de la Tierra”.

Para dar cuenta de la muestra altamente empobrecida, los investigadores sugirieron tres posibilidades: nubes de polvo cósmico, radiación ultravioleta que descompone el dióxido de carbono o descomposición ultravioleta del metano producido biológicamente.

Según House, cada pocos cientos de millones de años el sistema solar atraviesa una nube molecular de galaxias.

No deja mucho polvo, dice House. “Es difícil ver cualquiera de estos eventos de depósito en el registro de la Tierra”.

Para crear una capa que Curiosity pudiera muestrear, la nube de polvo galáctico primero bajó la temperatura en el mar de aguas tranquilas y creó glaciares. El polvo se asentará en el hielo y luego tendrá que permanecer en su lugar una vez que el glaciar se derrita, dejando una capa de suciedad que incluye carbono.

Hasta el momento, hay evidencia limitada de glaciares pasados ​​en el cráter Gale en Marte. Según los investigadores, “esta explicación tiene sentido, pero requiere investigación adicional”.

Una segunda explicación posible para la menor cantidad de carbono 13 es la conversión ultravioleta del dióxido de carbono en compuestos orgánicos como el formaldehído.

“Hay documentos que predicen que la luz ultravioleta puede causar este tipo de fragmentación”, dice House. “Sin embargo, necesitamos más resultados experimentales que demuestren este tamaño de fragmentación para que podamos descartar o descartar esta explicación”.

Un tercer método posible para producir muestras empobrecidas en carbono-13 tiene una base biológica.

En la Tierra, las fuertes firmas de carbono-13 drenadas de la superficie antigua indican que los microbios anteriores consumieron el metano que producen los microbios. Es posible que en el antiguo Marte se hayan liberado grandes acumulaciones de metano desde el interior de la Tierra, donde la producción de metano era muy rentable. Luego, el metano liberado puede ser consumido por los microbios de la superficie o puede reaccionar con la luz ultravioleta y depositarse directamente en la superficie.

Sin embargo, según los investigadores, actualmente no hay evidencia de sedimentos microbianos superficiales en paisajes marcianos pasados, por lo que la explicación biológica destacada en este artículo se basa en la radiación ultravioleta para posicionar las señales de carbono-13 en la Tierra.

“Las tres posibilidades sugieren un ciclo de carbono inusual que no se parece a nada en la Tierra hoy”, dijo House. Pero necesitamos más datos para saber qué interpretación es la correcta. Sería genial si el rover detectara grandes acumulaciones de metano y midiera los isótopos de carbono de ellas, pero si bien hay acumulaciones de metano, la mayoría de ellas son pequeñas, y ningún rover ha tomado muestras lo suficientemente grandes como para realizar mediciones de isótopos”.

House también señala que encontrar restos de una capa microbiana o evidencia de depósitos de hielo también puede arrojar algo de luz.

“Somos cuidadosos en nuestra interpretación, que es el mejor curso de acción cuando se estudia el otro mundo”, dijo House.

Curiosity todavía está recolectando y analizando muestras y regresará a los experimentos donde encontró algunas de las muestras en el estudio dentro de aproximadamente un mes.

“Esta investigación ha cumplido el objetivo a largo plazo de explorar Marte”, dijo House. “Para medir los diferentes isótopos de carbono, una de las herramientas geológicas más importantes, de los sedimentos en otros mundos que son habitables, se llevó a cabo observando 9 años de exploración”.

Referencia: “Composición de isótopos de carbono agotados observados en el cráter Gale, Marte” 17 de enero de 2022, disponible aquí. Academia Nacional de Ciencias Próximo.

También trabaja en el proyecto Gregory M. Wong de Penn State, Ph.D. recientemente en Ciencias de la Tierra.

Otros participantes de investigación en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA son Christopher R. Webster, miembro y científico investigador principal; Gregory C. Fleisch, ingeniero de software de aplicaciones científicas; Amy E. Hoffman, investigadora científica; En la División de Exploración del Sistema Solar, Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA: Heather B. Franz, científica investigadora; Jennifer C. Stern, asistente de investigación; Alex Pavlov, astrónomo; Jennifer L Eigenbrod, asistente de investigación; Daniel B Glavin, director asociado de ciencias estratégicas; Charles A. Malspin, Jefe del Laboratorio de Medio Ambiente Planetario; Mahaffey, director jubilado de la División de Exploración del Sistema Solar; En la Universidad de Michigan: Sushil K. Atria, Profesor de Ciencia e Ingeniería del Clima y el Espacio y Director del Laboratorio de Ciencias Planetarias; En la Institución Carnegie para la Ciencia: Andrew Steele, científico; Y en la Universidad de Georgetown y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA: Maeva Milan, becaria postdoctoral.

La NASA apoya este proyecto.

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