Redacción

Un equipo de investigación, que incluye a la investigadora Atsuko Kobayashi del Instituto de Ciencias de la Tierra y la Vida (ELSI) del Instituto de Tecnología de Tokio (Japón) y a la investigadora Mizuho Koike del Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, ha encontrado material orgánico portador de nitrógeno en los minerales carbonatados de un meteorito marciano. Es muy probable que este material orgánico se haya conservado durante 4.000 millones de años en Marte. Debido a que los minerales carbonatados típicamente se precipitan desde el agua subterránea, este hallazgo sugiere un Marte temprano húmedo y rico en materia orgánica, que podría haber sido habitable y favorable para el inicio de la vida.

Durante décadas, los científicos han tratado de comprender si hay compuestos orgánicos en Marte y, en caso afirmativo, cuál es su fuente. Aunque estudios recientes de la exploración de Marte con rovers han detectado fuertes pruebas de la existencia de compuestos orgánicos marcianos, se sabe poco sobre su procedencia, su antigüedad, su amplia distribución y conservación, o su posible relación con la actividad bioquímica.

Los meteoritos marcianos son trozos de la superficie de Marte que fueron lanzados al espacio por impactos de meteoritos, y que finalmente aterrizaron en la Tierra. Proporcionan importantes conocimientos sobre la historia marciana. Un meteorito en particular, llamado Allan Hills (ALH) 84001, llamado así por la región de la Antártida en la que fue encontrado en 1984, es especialmente importante. Contiene minerales carbonatados de color naranja, que se precipitaron del agua líquida salada en la cercana superficie de Marte hace 4.000 millones de años. Dado que estos minerales suponen un registro del entorno acuoso temprano de Marte, muchos estudios han tratado de entender su química única y si podrían proporcionar evidencia de vida antigua en Marte. Sin embargo, los análisis anteriores sufrieron de contaminación con material terrestre proveniente de la nieve y el hielo de la Antártida, lo que hace difícil decir cuánto del material orgánico del meteorito era verdaderamente marciano. Además del carbono, el nitrógeno (N) es un elemento esencial para la vida terrestre y un útil trazador de la evolución del sistema planetario. Sin embargo, debido a limitaciones técnicas previas, el nitrógeno aún no había sido medido en el ALH84001.

Un fragmento de roca del meteorito marciano ALH 84001 (izquierda). Un área ampliada (derecha) muestra los granos de carbonato de color naranja en la roca de ortopiroxeno del anfitrión. (Foto: Koike et al. (2020) Nature Communications)

Esta nueva investigación llevada a cabo por el equipo conjunto ELSI-JAXA utilizó técnicas analíticas de vanguardia para estudiar el contenido de nitrógeno de los carbonatos del ALH84001, y el equipo confía ahora en haber encontrado la primera evidencia sólida de que los elementos orgánicos marcianos de 4.000 millones de años de antigüedad contienen nitrógeno.

La contaminación terrestre es un grave problema para los estudios de los materiales extraterrestres. Para evitar dicha contaminación, el equipo desarrolló nuevas técnicas con las que preparar las muestras. Por ejemplo, utilizaron cinta de plata en un laboratorio limpio de ELSI para arrancar los diminutos granos de carbonato, que son aproximadamente del ancho de un cabello humano, del meteorito anfitrión. El equipo luego preparó estos granos para eliminar los posibles contaminantes de la superficie con un instrumento de haz de iones enfocado en un microscopio electrónico de barrido en el JAXA. También utilizaron una técnica de espectroscopia (μ-XANES), que les permitió detectar el nitrógeno presente en cantidades muy pequeñas y determinar en qué forma química estaba ese nitrógeno. Las muestras de control de los minerales ígneos cercanos no dieron nitrógeno detectable, mostrando que las moléculas orgánicas estaban solo en el carbonato.

Después de los cuidadosos controles de contaminación, el equipo determinó que las sustancias orgánicas detectadas eran probablemente en efecto marcianas. También determinaron que la contribución del nitrógeno en forma de nitrato, uno de los fuertes oxidantes en el Marte actual, era insignificante, lo que sugiere que el Marte primitivo probablemente no contenía fuertes oxidantes, y como los científicos han sospechado, era menos oxidante de lo que es hoy en día.

La actual superficie de Marte es demasiado dura para que la mayoría de las sustancias orgánicas sobrevivan. Sin embargo, los científicos predicen que los compuestos orgánicos podrían preservarse en entornos cercanos a la superficie durante miles de millones de años. Este parece ser el caso de los compuestos orgánicos que contienen nitrógeno y que el equipo encontró en los carbonatos del ALH84001, que parecen haber sido atrapados en los minerales hace 4.000 millones de años y preservados durante largos períodos antes de ser finalmente enviados a la Tierra.

El equipo está de acuerdo en que hay muchas preguntas abiertas importantes, como ¿de dónde vinieron estas sustancias orgánicas que contienen nitrógeno? Kobayashi explica que ‘Hay dos posibilidades principales: o vinieron de fuera de Marte, o se formaron en Marte. Al principio de la historia del Sistema Solar, Marte probablemente recibió una lluvia de cantidades significativas de materia orgánica, por ejemplo de meteoritos ricos en carbono, cometas y partículas de polvo. Algunas de ellas pueden haberse disuelto en la salmuera y haber quedado atrapadas dentro de los carbonatos”. El líder del equipo de investigación, Koike, añade que alternativamente, las reacciones químicas en el Marte temprano pueden haber producido los elementos orgánicos portadores de N en el lugar. De cualquier manera, dicen, estos hallazgos muestran que había nitrógeno orgánico en Marte antes de que se convirtiera en el planeta rojo que conocemos hoy en día; el primer Marte podría haber sido más parecido a la Tierra, menos oxidante, más húmedo y rico en materia orgánica. Tal vez era ‘azul’.