17/Ago/08

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Los volcanes de hielo de Titán podrían producir material para la vida

Durante casi treinta años, los científicos han sabido que los complejos compuestos de carbono llamados tholins existen en los cometas y en la atmósfera de los planetas exteriores. En teoría, los tholins podrían interactuar con el agua en un proceso denominado hidrólisis para producir moléculas complejas similares a las encontradas en la Tierra primigenia

En la Tierra, se cree que las complejas moléculas orgánicas han sido un primer paso en el surgimiento de la vida; tales compuestos son llamados prebióticos.

Se piensa que Titán, la sexta y mayor luna del planeta Saturno, está hecha en gran parte de hielo. Un poco de ese hielo podría derretirse durante los impactos de meteorito o en procesos subterráneos, produciendo "volcanes de hielo" que emiten una "lava" que contiene amoníaco mezclado con agua.

¿Podrían los tholins formados en la atmósfera de Titán reaccionar con el agua líquida temporalmente expuesta por los impactos de meteoritos o el hielo de los volcanes para producir potencialmente complejas moléculas orgánicas prebióticas, antes de que el agua se congele? Hasta este año, nadie lo sabía.

En el laboratorio

Ahora, la investigación de laboratorio por Catherine Neish, una estudiante postgraduada que trabaja en su doctorado en ciencia planetaria en la Universidad de Arizona, muestra en la revista Astrobiology que, durante un período de días, unos compuestos similares a los tholins pueden ser hidrolizados (o sea que reaccionan con el agua) a temperaturas cercanas a la de congelación.

Se cree que el agua líquida expuesta en Titán continúa así durante cientos de miles de años, tiempo suficiente para que tales reacciones tengan lugar.

Tentativamente, se ha sugerido que un proceso similar podría haber ocurrido en la Tierra primigenia.

En su laboratorio, Neish creó un compuesto orgánico similar al tholin al someter una mezcla del 5% de metano y 95% de nitrógeno a una descarga eléctrica a baja temperatura (-108 grados F o -78 grados C). Disolvió muestras del material resultante en agua, y luego, en una gama de temperaturas desde la de congelación hasta 104 grados F (40 grados C), midió la velocidad a que la mezcla hidrolizaba.

Neish descubrió que hasta un 10% de los compuestos orgánicos con que comenzó reaccionaban con el oxígeno del agua para formar moléculas orgánicas complejas.

Mientras el trabajo de Neish fue juzgado digno de ser publicado en una revista científica, ella tiene algunos críticos. James P. Ferris, profesor de investigación en Rensselaer Polytechnic Institute University, que ha estudiado la química de la atmósfera de Titán por años, tilda a su trabajo de "defectuoso" porque use una descarga eléctrica para generar tholins, mientras que los de la atmósfera de Titán son probablemente generados por la luz ultravioleta (UV) y por la radiación de partículas cargadas.

Ferris ha dirigido experimentos sobre una mezcla de gases similar a la atmósfera de Titán, usando luz UV y dice que "las estructuras de los compuestos hechas con descargas [eléctricas] difieren de los formados por fotólisis UV, de modo que el tiempo de hidrólisis podría ser muy diferente. Algunos de los productos fotoquímicos [cuando se una luz UV] son hidrocarburos que no reaccionan con el agua".

Neish responde que las descargas eléctricas, o plasma, "tenían la intención de imitar las interacciones entre partículas cargadas (que Ferris admite ser un proceso activo en Titán)". Ella acuerda en que "la radiación de luz UV produce tholins que más se parecen a la niebla de Titán", pero señala que "algunos, si no la mayoría, de los productos que hacemos tampoco reaccionan con el agua".

Reconoce que su trabajo no es una representación ideal de la química en la atmósfera de Titán: "Los tholins formados a baja presión tiene un aspecto más parecido a la neblina de Titán que los formados a presiones más altas. Se pueden hacer tholins a presiones bajas usando luz UV; no se pueden hacer tholins a presión baja usando descarga de plasma. Y para hacer la cantidad de tholins que necesitábamos para el experimento, tuvimos que usar la técnica de descarga. La fotólisis UV sólo produce pequeñas cantidades".

Más por venir

Ferris, que no conocía el trabajo de Neish hasta que Space.com se puso en contacto con él, está de acuerdo en que analizar los resultados de la hidrólisis sobre muestras producidas por luz UV sería "más difícil por el tamaño pequeño de las muestras".

Otro asunto es que Neish llevó a cabo la hidrólisis de sus tholins en agua pura, mientras que cualquier agua presente en Titán probablemente esté mezclada con amoníaco. Ella nos dijo que recientemente completó otro conjunto de experimentos de hidrólisis usando mezclas de amoníaco y agua, y espera publicar en breve esos resultados.

Mientras el trabajo de Neish no es una representación perfecta de la química sobre la luna mayor de Saturno, no obstante sugiere que procesos similares podrían producir compuestos orgánicos en cantidades importantes durante los períodos en que el agua líquida está disponible.

En Titán, esto sugiere que las moléculas prebióticas podrían existir en el agua derretida de los cráteres de impacto y en los volcanes de hielo. Y procesos similares podrían haber ocurrido en la Tierra primigenia, antes de que nuestra atmósfera contuviera cantidades importantes de oxígeno libre.

Fuente: Space. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard