Perspectivas o Posibilidades de Vida en otros Mundos

Este elemento es una expansión del contenido de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs] Nota: Consulte vida extraterrestre (y su inteligencia), y la habitabilidad planetaria.

Perspectivas o Posibilidades de Vida en otros Mundos

La vida en Venus

Es posible que Venus haya sido alguna vez más parecido a la Tierra, pero hoy en día es un mundo de efecto invernadero extremo cuya temperatura superficial es de ~470 °C. Se ha sugerido que los organismos del tamaño de una bacteria transportada por el aire podrían sobrevivir en las capas de nubes venusinas, donde las condiciones son más frías y los elementos CHNOPS pueden estar disponibles.

Puntualización

Sin embargo, las nubes a las altitudes relevantes en Venus consisten en ácido sulfúrico altamente concentrado, con una actividad del agua <0,1 y un pH muy por debajo de la tolerancia de los acidófilos más resistentes de la Tierra; estas condiciones son empíricamente inhabitables. Esto implica que cualquier fosfina (PH3) presente en las nubes de Venus -cuestión que se discute- no puede considerarse una probable bioseñal sobre la base de una simple analogía con la Tierra; algunas bacterias en la Tierra producen este gas pero ninguna podría sobrevivir en Venus. La determinación completa del potencial de vida en Venus está pendiente de la caracterización detallada de la estructura y composición de las capas de nubes por parte de futuras misiones.

Vida en Marte

Numerosas misiones de aterrizaje, rover y orbitadores han confirmado que la superficie marciana es inhóspita, si no absolutamente inhabitable. La temperatura media de la superficie es de -60 °C, similar a la de la Antártida. La delgada atmósfera de CO2 ejerce una presión media de 6 mbar en la superficie, lo que ofrece poca protección contra la radiación solar y cósmica ionizante, y permite variaciones extremas de la temperatura diurna. El agua líquida es inestable en estas condiciones y sólo aparece como películas transitorias sobre sales higroscópicas, aunque el hielo de agua está muy extendido en las nubes y en el metro superior del suelo, especialmente en latitudes altas.

Cualquier molécula orgánica en el suelo se degradaría por el efecto combinado de la radiación ionizante y los oxidantes fuertes, como los percloratos.Entre las Líneas En la década de 1970, los módulos de aterrizaje Viking de la NASA llevaron a cabo tres experimentos diseñados para comprobar la presencia de organismos viables en los materiales de la superficie en dos localidades de Marte. Los resultados fueron negativos, con la posible excepción de un experimento cuyas implicaciones aún se debaten.

La vida en Marte todavía puede ser posible dentro de los poros y las fracturas en las profundidades del subsuelo, donde la radiación dañina es atenuada por la roca suprayacente y el agua líquida puede mantenerse geotérmicamente.

Detalles

Los acuíferos basálticos profundos de la Tierra albergan diversos microbios quimiotróficos, incluidos los metanógenos, que obtienen energía y producen metano a partir de la reacción del CO2 con el H2. El H2 es un producto de las reacciones entre el agua y la roca (serpentinización) que se sabe que ha ocurrido en Marte, y también puede ser proporcionado por la radiolisis y los mecanismos impulsados por las fracturas.

Se ha estimado desde el 2010 que la corteza marciana basáltica podría albergar acuíferos habitables a más de 5 km bajo la superficie. Estas profundidades son inaccesibles para los instrumentos de radar a bordo de los actuales orbitadores de Marte. El Orbitador Mars Express de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha detectado superficies radio-reflectantes interpretadas como lagos subglaciales a sólo ~1,5 km de profundidad dentro de los depósitos de capas polares heladas, pero la salinidad necesaria para evitar la congelación a esta poca profundidad puede ser demasiado alta para la vida. También se ha detectado metano en múltiples ocasiones en la atmósfera marciana a niveles de partes por billón utilizando telescopios terrestres, orbitadores de Marte y el rover Curiosity de la NASA.

Se han conjeturado numerosas fuentes abióticas, pero sigue siendo posible que este gas sea biogénico. El Orbitador de Gases Traza (TGO) de ExoMars de la ESA es capaz de determinar la composición isotópica de hidrógeno y carbono de este gas y de detectar cualquier compuesto orgánico liberado conjuntamente, lo que ayudaría a restringir la biogenicidad del metano.

Puntualización

Sin embargo, se encontró que el metano estaba ausente (o presente por debajo de los límites de detección) en el período para el que se han analizado los datos adecuados del TGO.

La búsqueda de vida en Marte se extiende al pasado profundo, así como a la subsuperficie profunda. Se ha establecido una cronología aproximada mediante el recuento de cráteres, y fue corroborada por la datación radiométrica in situ realizada por Curiosity. El temprano apagado de la dinamo magnética del núcleo de Marte expuso la atmósfera a la pulverización de la radiación solar y permitió que las partículas cargadas escaparan a lo largo de las líneas del campo magnético solar. Así, la mayor parte de la atmósfera se perdió con el tiempo, lo que provocó que la presión superficial, la temperatura y la habitabilidad disminuyeran hace ~4-3 Ga.

La actividad hidrológica posterior fue predominantemente glacial; el agua que no había sido ya secuestrada por los minerales hidratados se congeló en su mayor parte en la criosfera o se perdió en el espacio.

Puntualización

Sin embargo, existen numerosas pruebas de que las condiciones de la superficie eran más cálidas, húmedas y ampliamente habitables hace unos 4 Ga, lo que coincide aproximadamente con el origen de la vida en la Tierra. Los ríos que drenan ~103 km2 incisaron valles en el paisaje que permanecen perfectamente conservados junto con depósitos sedimentarios de lagos, deltas y posiblemente las costas de antiguos océanos.Entre las Líneas En el cráter Gale, Curiosity ha explorado el registro sedimentario de ~3,7 Ga de antigüedad de un lago ligeramente salino y circunneutral que perduró, al menos de forma intermitente, durante quizás ~105-106 años, y que puede haber sostenido un gradiente redox vertical propicio para la quimotrofia microbiana.

En estas rocas se conservó materia orgánica antigua de origen indeterminado (probablemente meteorítico) y solo recientemente expuesta a la radiación por la erosión). Las futuras misiones, en particular el rover Rosalind Franklin de la ESA-Roscosmos y el rover Perseverance de la NASA, estarán equipadas para analizar la materia orgánica y detectar posibles biofirmas geológicas análogas a las producidas por la vida primitiva en la Tierra. Rosalind Franklin perforará para extraer muestras de rocas a unos 2 m por debajo de la superficie, donde cualquier molécula orgánica antigua habría escapado a un daño significativo por la radiación. Perseverance recogerá muestras de rocas prometedoras para su posterior regreso a la Tierra en una misión posterior de la NASA y la ESA.

La vida en el Sistema Solar Exterior

La mayor parte del agua líquida de este sistema solar reside en océanos oscuros dentro de los planetas enanos y las lunas más grandes de los gigantes gaseosos. Estos cuerpos helados difieren mucho en tamaño, densidad y composición de la superficie y, por tanto, en su potencial para albergar vida. La comunicación entre la superficie, el océano y el fondo rocoso aumenta el potencial de desequilibrio redox y, por tanto, la habitabilidad planetaria (véase más detalles).

La luna Europa de Júpiter

Entre los cuerpos helados más prometedores desde este punto de vista se encuentra la luna Europa de Júpiter, cuya órbita ligeramente excéntrica induce fuerzas de marea lo suficientemente fuertes como para deformar la capa de hielo y fundir el interior. El océano resultante tiene una profundidad de ~100 km y es lo suficientemente salado como para poseer un campo magnético inducido, que fue detectado por la nave espacial Galileo. El grosor del hielo de Europa ha sido debatido durante mucho tiempo; la frágil capa exterior puede tener un grosor de <5 km, pero la cantidad de hielo dúctil que la recubre sigue estando mal delimitada. La capa de hielo gira en escalas de tiempo de 106-108 años a través de la "subducción" tectónica y la repavimentación criovolcánica . Este dinamismo se desprende del mosaico de bloques de grietas y crestas que marcan la superficie, y posiblemente también de las controvertidas pruebas de penachos de vapor de agua/hielo que se ventean al espacio. Los oxidantes producidos por la fotólisis y la radiólisis del agua y las sales en la superficie incluyen el O2, el H2O2, el CO2, el SO2 y el SO42, que se estima que llegan al océano interior a una tasa equivalente a ~108-1011 mol de O2 al año-1. Este poder de oxidación es contrarrestado en profundidad por un suministro de reductores procedentes de reacciones agua-roca, incluyendo la serpentinización, equivalente a ~109-1011 mol H2 yr-1.

Una Conclusión

Por lo tanto, el océano de Europa puede proporcionar un desequilibrio redox suficiente para sustentar la vida. La salinidad, el pH y el suministro de elementos CHNOPs también parecen estar dentro de los límites de habitabilidad planetaria.

El calentamiento por mareas también permite a la pequeña luna de Saturno, Encélado (de unos 500 km de diámetro), mantener un océano subsuperficial global de decenas de km de profundidad, que podría ser habitable. La corteza de hielo suprayacente es más delgada y joven en la región polar sur, donde una anomalía térmica ha producido fisuras lineales subparalizadas de >100 km de longitud, conocidas como “rayas de tigre”. Los géiseres distribuidos a lo largo de estas franjas expulsan penachos de agua al espacio, contribuyendo al anillo E de Saturno.

Los espectrómetros de masas a bordo de la nave espacial Cassini han detectado sales de sodio, partículas de sílice, H2 y CH4 dentro de este material, firmas de reacciones hidrotermales agua-roca en la base de un océano ligeramente alcalino y moderadamente salino. También se han descubierto en las plumas diversos compuestos orgánicos con oxígeno, nitrógeno y anillos aromáticos. Estas observaciones sugieren que el océano de Enceladean puede ser habitable (aunque altamente alcalino y pobre en oxidantes) y quizás incluso favorable para la abiogénesis.

Los océanos internos

Los océanos internos de algunos cuerpos más grandes, como las lunas de Júpiter, Ganímedes y Calisto, y la luna de Saturno, Titán, probablemente estén aislados de los mantos rocosos interiores por capas intermedias de hielos de alta presión.

Una Conclusión

Por lo tanto, es posible que estos océanos carezcan de una fuente sostenida de desequilibrio químico para sustentar la vida.

Puntualización

Sin embargo, Titán reviste un interés especial por su atmósfera rica en materia orgánica y sus entornos superficiales, repletos de lagos de etano y metano. Se ha especulado que la fría superficie de Titán (~94 K) podría albergar formas de vida exóticas que utilizaran metano líquido como disolvente en lugar de agua, y que podrían extraer energía de la reacción del H2 con el acetileno y el etano.

La baja abundancia de acetileno detectada en la superficie puede ser coherente con un sumidero biótico de este tipo, aunque se están explorando explicaciones abióticas. También se ha señalado que la temperatura de Titán y otras condiciones ambientales eran probablemente mucho más parecidas a las de la Tierra hace ~4,0 Ga cuando comenzó la vida en la Tierra y podrían haber facilitado la abiogénesis de forma independiente.

Las próximas misiones tienen como objetivo proporcionar más información sobre la habitabilidad de las lunas heladas en el Sistema Solar exterior, incluyendo el Explorador de Lunas Heladas de Júpiter de la ESA (“JUICE”, que tendrá como objetivo Europa, Calisto y Ganímedes) y el Europa Clipper de la NASA. Estas misiones desplegarán un radar de penetración de hielo, gravímetros y magnetómetros para acotar las estructuras interiores de estos cuerpos, y utilizarán espectrómetros y cámaras para caracterizar los materiales de su superficie. Europa Clipper caracterizará e intentará tomar muestras de la pluma eyectada de Europa para determinar la habitabilidad y la química orgánica de su fluido fuente. La misión Dragonfly de la NASA pretende desplegar un módulo de aterrizaje rotorizado para caracterizar la química superficial y atmosférica de Titán, lo que podría revelar nuevos aspectos de la química orgánica prebiótica.

La vida en los planetas extrasolares

Se han detectado miles de exoplanetas; parece que hay al menos tantos planetas en la galaxia como estrellas. El telescopio espacial Kepler de la NASA realizó muchas detecciones en el periodo 2009-2018 mediante el método del tránsito, por el que los planetas que orbitan en un plano inclinado hacia la Tierra eclipsan parcialmente su estrella anfitriona. La disminución de brillo resultante revela el radio del planeta, su período orbital (si se repite) y, por tanto, su distancia orbital (a partir de la Tercera Ley de Kepler); a continuación, se puede estimar una temperatura superficial de equilibrio dada la luminosidad de la estrella.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

El método de la velocidad radial, utilizado por otros instrumentos, detecta el desplazamiento Doppler provocado por el ligero movimiento de una estrella en torno al centro gravitatorio de su sistema y, por tanto, limita la masa de los planetas en órbita. La combinación de ambos métodos permite obtener la densidad aparente de un planeta y, por tanto, determinar si es rocoso o gaseoso. Cuando no se observan tránsitos, el método de la velocidad radial sólo proporciona una masa mínima. Estos métodos han revelado una extraordinaria diversidad de planetas, muchos de los cuales son muy diferentes a los de este sistema solar y desafían una clasificación fácil. Se han detectado algunos planetas de tamaño cercano a la Tierra dentro de la zona habitable de su estrella y pueden ser rocosos, aunque es dudoso que alguno de ellos sea realmente “parecido a la Tierra”. La mayoría de los planetas detectados hasta ahora tienen un tamaño intermedio entre la Tierra y Neptuno (“super-Tierras” y “mini-Neptunos”). Muchos otros son gigantes gaseosos que orbitan muy cerca de sus estrellas anfitrionas, lo que implica que migraron hacia el interior desde más allá de la línea de nieve.

Los descubrimientos de exoplanetas también han inspirado estudios teóricos sobre la habitabilidad de sistemas planetarios distintos a éste. Por ejemplo, los astrobiólogos han debatido las perspectivas de vida en planetas con bloqueo de mareas, planetas que orbitan varias estrellas y planetas a la deriva en el espacio interestelar.

El objetivo primordial de gran parte de este trabajo es determinar qué exoplanetas deberían ser prioritarios para futuras observaciones. Se espera que el telescopio espacial James Webb, desarrollado por la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense y cuyo lanzamiento está previsto para 2021, caracterice los espectros de absorción (véase su concepto jurídico) de los exoplanetas en tránsito y pueda ser capaz de detectar biofirmas atmosféricas (véase más detalles) en mundos cercanos. Los telescopios terrestres, como el Extremely Large Telescope del Observatorio Europeo del Sur en Chile, ofrecen una mayor resolución angular y permitirán la obtención de imágenes directas y la espectroscopia de exoplanetas no en tránsito.

Datos verificados por: Dewey

Recursos

Véase También

Abiogénesis – Proceso natural por el que la vida surge de la materia no viva
SETI activo – Intento de enviar mensajes a extraterrestres inteligentes
Astrobiology.com La mejor fuente de noticias sobre Astrobiología
Revista de Astrobiología
Astrobotánica – Estudio de las plantas cultivadas en naves espaciales
Astroquímica – Estudio de las moléculas del Universo y sus reacciones
Astrovirología
Polvo cósmico – Polvo que flota en el espacio
Exoplanetología – Estudio de los planetas fuera del Sistema Solar
Vida extraterrestre – Vida hipotética que puede darse fuera de la Tierra y que no se originó en ella
Conservación de muestras extraterrestres – Uso y conservación de muestras extraterrestres
Contaminación directa
Tipos hipotéticos de bioquímica – Posibles productos bioquímicos alternativos utilizados por las formas de vida
Lista de microorganismos probados en el espacio exterior – Artículo de la lista de Wikipedia
MERMOZ – Forma de detectar materia viva a distancia
Nexus for Exoplanet System Science – Dedicado a la búsqueda de vida en exoplanetas
Habitabilidad planetaria – Grado en que un planeta es apto para la vida tal y como la conocemos
Protección planetaria – Principio rector en el diseño de una misión interplanetaria, cuyo objetivo es evitar la contaminación biológica tanto del cuerpo celeste objetivo como de la Tierra
Simulador de planeta – Máquina diseñada para estudiar la vida en el universo
Biología sintética – Rama interdisciplinar de la biología y la ingeniería
Xenobiología – Ciencia de las formas de vida sintéticas

Vida extraterrestre
Origen de la vida
Subdisciplinas astronómicas
Regiones de la biología
Evolución especulativa

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