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Cuando las sondas Viking de la NASA aterrizaron en Marte, estaban buscando señales de vida. Pero todas sus cámaras mostraron un paisaje seco, polvoriento, y completamente estéril. O eso parecía

Pero lo que observó la misión Viking de 1976 —y cada una de las posteriores— fue una escena plagada de rocas cubiertas con un oscuro lustre, altamente reflectivo. Este recubrimiento se parece mucho a una sustancia conocida en la Tierra como “barniz de roca”, que se encuentra en las regiones áridas similares a las de Marte.

Las pistas más recientes indican de que el barniz de roca es formado por bacterias. ¿Podría haber hecho también este material los microbios de Marte?

El barniz de roca ha sido siempre casi un misterio. Típicamente, tiene sólo 1 a 2 micrómetros de espesor, pero crecer le puede tomar mil años o más, por lo que es muy difícil saber si los procesos responsables son puramente biológicos o químicos. Si son biológicos, entonces, la cuestión es saber si lo mismo ha sucedido en Marte… y si los microbios todavía viven allí.

Si usted va a Valle de la Muerte en California, podrá encontrar barniz de roca cubriendo todo el piso del desierto. Conocido también como barniz del desierto, se forma en muchos lugares en el mundo, y a pesar de sus ritmo de crecimiento tan lento, puede cubrir grandes áreas. El recubrimiento liso, de alto brillo, de color marrón oscuro a negro, está compuesto principalmente de partículas de arcilla con óxidos de hierro y manganeso, que confieren a la capa su capacidad de reflejar como un espejo. En la región de Khumbu en Nepal, no lejos del monte Everest, el barniz ennegrece las piedras. En otro lugar, a mitad de camino alrededor del mundo, permitió a los pueblos antiguos crear las líneas de Nazca en el desierto peruano. Estas imágenes elaboradas y gigantes —algunas de más de 200 metros de extensión, que fueron creadas hace más de 1000 años— fueron hechas por simple eliminación de hileras de piedras barnizadas, dejando expuestas las piedras más claras que estaban debajo en el suelo.


Barniz de roca en el Mojave

George Merrill acuñó el nombre de “barniz del desierto” en 1898, mientras trabajaba para el Servicio Geológico de EEUU (USGS). Sin embargo, en realidad nadie lo estudió hasta 1954, cuando Charles Hunt demostró que este recubrimiento se forma en muchos tipos diferentes de roca, es decir, que no es una simple producción de sustancias químicas de un cierto tipo de roca, lo que provocó las primeras preguntas acerca de dónde podía provenir (Science, vol 120, p 183). Hunt fue a buscar barniz de roca en las regiones húmedas, las selvas tropicales y en las zonas altas de los Alpes y las montañas Rocosas.


Barniz de roca en Israel y en la Patagonia argentina

No tardaron en llegar teorías sobre cómo se forma el barniz de roca y, al menos inicialmente, la biología no tuvo nada que ver en estos estudios. En 1958, Celeste Engel del USGS, y Robert Sharp, del Instituto de Tecnología de California, lo explicaron como un fenómeno químico de desgaste similar a las capas de manchas de óxido de hierro rojo / naranja que se producen cuando las partículas de hierro del aire se depositan en la superficie de las rocas y se unen entre sí cuando las moja el rocío (Geological Society of America Bulletin, vol 69, p 487).

Tiene sentido pensar que el barniz de roca tiene un origen químico, ya que se conociían muchos recubrimientos de aspecto similar que se forman químicamente. El esmalte de sílice, por ejemplo, es una de las capas más comunes y se forma cuando el ácido silícico que ss transportado por el polvo y el rocío se condensa en las superficies rocosas.

Torta en capas

Todo cambió, sin embargo, cuando se pudo ver la estructura interna del barniz de roca. Las imágenes de microscopía electrónica tomadas por Randal Perry y John Adams de la Universidad de Washington en Seattle en 1978 revelaron un intrincado patrón de capas de pastel, con capas negras de óxido de manganeso alternadas con capas de color naranja de arcilla e hierro (Nature, vol 276, p 489) . Ningún otro revestimiento en las rocas combina esta mezcla de arcilla y óxidos metálicos.

Las implicaciones aquí son enormes. Esta microestructura parecía sorprendentemente similar a la de los estromatolitos fósiles, roca estratificada en estructuras formadas por antiguos microbios que recogen los sedimentos del agua de mar para construir su “casa”. Si bien aún hoy crecen en algunos lugares aislados, los estromatolitos son una de las primeras formas de vida en la Tierra, que dominaron el registro fósil de hace 3.500 millones de años hasta hace unos 600 millones de años.

Esto significaba que el barniz de roca podría tener un origen biológico. Así que siguieron una serie de investigaciones para saber qué microbios eran los responsables. Respaldando la idea estaba el hecho de que los microbios desarrollaron la capacidad de hacer una capa de óxido de manganeso a principios de su evolución, para protegerse de los fuertes rayos ultravioletas del Sol joven.

El manganeso resultó ser fundamental tres años más tarde, en un descubrimiento hecho por Ronald Dorn Universidad Estatal de Arizona en Tempe y Theodore Oberlander de la Universidad de California, Berkeley. Encontraron lo que parecían los restos fosilizados de algunas bacterias en crecimiento dentro de la capa de óxido de manganeso. La concentración de manganeso alcanzaba su punto máximo alrededor de ellas, lo que indica que estas bacterias estaban involucradas en su producción.

Dorn y Oberlander lograron luego aislar dos microbios que depositan manganeso, Metallogenium y Pedomicrobium, de la superficie de las muestras recogidas de barniz del desierto de Mojave en California. Cuando los añadieron sobre astillas esterilizadas de roca en tubos de ensayo, los microbios fueron capaces de crear un fino barniz de manganeso en unos seis meses. Los hallazgos fueron publicados bajo el título “Microbial Origin of Desert Varnish” (Science, vol 213, p 1245).

La textura de microestromatolito del barniz natural de roca estaba ausente en la versión crecida en el laboratorio, y de todos modos ésta se formó demasiado rápido. Entonces se descubrió que el barniz de roca natural crece a un ritmo tan bajo como 1 a 2 micrómetros cada mil años.

Aunque Dorn admitió que las pruebas de sus experimentos no fueron concluyentes, él cree que las capas de manganeso tuvieron que ser microbianas y relacionadas con su teoría. Dos preguntas clave quedan en pie. ¿Por qué el barniz de roca contiene tan pocos microbios fosilizados y cómo podría llevarles tanto tiempo concentrar manganeso sin que dejen rastros de su existencia?

David Krinsley podría tener una explicación: él argumenta que, durante miles de años, los cambios químicos en el depósito podrían haber destruido cualquier resto bacteriano. Un sedimentólogo de la Universidad de Oregon en Eugene, Krinsley, ha estudiado docenas de muestras de roca y barniz y en cada una ha visto una cantidad dispersa de bacterias fosilizadas. Pero esto todavía no es una prueba de que hayan producido el barniz, admite.

Dorn no se sorprende de que haya tan pocas bacterias en el barniz de roca, teniendo en cuenta el tiempo que toma su formación. “Mi hipótesis es que unas formas bacteriana muy raras concentran manganeso e hierro”, dice. También cree que el ritmo lento deja fuera las teorías de la formación química del barniz de roca porque el esmalte de sílice y otros tipos de revestimientos químicos de roca crecen en rápidos ciclos anuales.

Pero la verdadera respuesta al misterio del barniz de roca podría provenir de una notable cueva en Nuevo México. El suelo de la cueva de Fort Stanton está formado por un “río” de calcita blanca y reluciente formada por cientos de años de inundación… pero lo que interesa a los investigadores del barniz de roca son los revestimientos oscuros que cubren las paredes de la cueva.

La mayor parte son sólo simples minerales de óxido de manganeso, pero en su más reciente viaje a la cueva, Mike Spilde, de la Universidad de Nuevo México en Albuquerque y Penny Boston, en New Mexico Institute of Mining and Technology en Socorro, encontraron recubrimientos que parecen cumplir todas las definiciones del barniz de roca: óxido de hierro y manganeso unidos por arcilla, en características capas de microestromatolito. Los recubrimientos estaban cubiertos de bacterias que se sabe que depositan manganeso. “Estos depósitos son de origen biológico”, concluyó Spilde cuando presentó los resultados en la reunión de la Geological Society of America en Portland, Oregon, en octubre pasado.

Se necesita una confirmación, dice Dorn, pero seguro que los depósitos de las cavernas “parecen barniz de roca”. Una diferencia es que el barniz de la cueva en realidad se forma mucho más rápido: el recubrimiento ya está empezando a crecer de nuevo en las zonas donde el equipo de Spilde lo retiró pocos años antes. La cueva es húmeda, así que quizá esto ayuda a la capa a crecer más rápidamente y explica el ritmo de crecimiento muy lento del barniz de roca en las condiciones del desierto, sugiere Spilde.

Equipado para la cacería

¿En dónde deja todo esto a la búsqueda de vida en Marte? Tal como en la Tierra, sólo hay tres posibles explicaciones para las brillantes rocas en Marte: barniz de roca, esmalte de sílice o un simple pulido de las rocas por la arena llevada por el viento.

Esto último es lo más fácil de descartar. Las rocas marcianas están totalmente envueltas en esa capa brillante, mientras que el flujo natural de arena sólo puliría la cara donde da el viento. Para confirmar las cosas, las imágenes infrarrojas de los robots en Marte han demostrado que la superficie brillante es una capa extra y no parte de las propias rocas.

También parece poco probable que sea esmalte de sílice. Los exploradores de la NASA en Marte —el Spirit y el Opportunity— pueden detectar el sílicio, y en 2007 el Spirit excavó en el suelo y encontró un gran depósito del mismo, proporcionando una fuerte evidencia de que una vez fluyó agua líquida en la superficie del planeta. Sin embargo, los vehículos no han detectado esmalte de sílice en las rocas que han analizado.

Lo que nos deja el barniz de roca. Se sabe que todos los ingredientes básicos existen en Marte y, habida cuenta de los fuertes rayos UV que bombardean todo el tiempo el planeta, donde uno esperaría encontrar evidencia de vida es, justamente, bajo un recubrimiento protector. Marte está libre de muchos de los procesos que erosionan el barniz de roca en la Tierra, desde la lluvia a los líquenes, de modo que éste puede albergar pruebas de una vida de millones de años de antigüedad.

La incertidumbre acerca del origen del barniz del roca —y su compleja estructura y composición química, que hacen difícil detectarlo definitivamente— significa que no se ha diseñado ningún instrumento en especial para buscar el barniz de roca en Marte. Debe ser posible identificar algunos de los componentes, sin embargo.

Por ejemplo, el espectrómetro de emisión térmica que permitió que el Spirit pudiese detectar sílicio debería ser capaz, en teoría, de detectar también el óxido de manganeso. No se ha observado antes el mineral, pero eso puede ser porque está presente en cantidades muy pequeñas en comparación con la roca subyacente, dice Steve Ruff Universidad Estatal de Arizona, que dirige los instrumentos TES en los robots. Esto significa que las señales son demasiado débiles para que el instrumento las detecte.

Ambos vehículos también están equipados con un espectrómetro de rayos X de protones alfa, que dispara partículas alfa y rayos-X en las superficies rocosas para detectar qué elementos químicos están presentes. Estos instrumentos no han detectado los niveles elevados de manganeso que se espera en el barniz de roca; pero de nuevo la señal puede ser tapada por los elementos de la roca que está debajo. “No podemos decir con certeza si la capa de roca está o no enriquecida con manganeso”, dice Harry McSween, geólogo de los proyectos de los vehículos exploradores de Marte.

El próximo rover que bajará en el planeta rojo será el Mars Science Laboratory (MSL) de la NASA, que debe llegar allá para el año 2012. El MSL puede detectar el barniz de roca, dice Roger Wiens, científico de Los Alamos National Laboratory que trabajará con un nuevo instrumento del MSL llamado espectrómetro por rotura inducida por láser (laser-induced breakdown spectrometer). Este equipo lanzará pulsos láser sobre las capas de roca y cuando se atomice el recubrimiento, las longitudes de onda emitidas le dirán a Wiens qué elementos están presentes.

La NASA también está trabajando con la Agencia Espacial Europea en el programa ExoMars, que enviará dos vehículos en el 2018, en parte para buscar evidencia de vida en las superficies rocosas. El ExoMars podría por fin obtener la respuesta definitiva, ya que por primera vez la misión será traer muestras de Marte a la Tierra.

Si el barniz de la cueva y el barniz de Marte llegan a ser lo mismo que el barniz de roca, ExoMars podría, en realidad, traer marcianos a la Tierra.

El autor de este artículo, Barry E. DiGregorio, es un escritor de ciencia e investigador asociado en el Centro de Astrobiología de Cardiff, Reino Unido

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

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