¿Qué está consumiendo hidrógeno y acetileno en la superficie de Titán?

Dos nuevos artículos basados en datos de la nave Cassini de la NASA hacen un escrutinio de la compleja actividad química en la superficie de la luna Titán de Saturno. Aunque se puede encontrar una posible explicación en la química no biológica, algunos científicos creen que estos indicadores químicos dan respaldo a al argumento de una forma exótica de vida o precursor de la vida en la superficie de Titán. Según una teoría propuesta por astrobiólogos, los indicadores cumplen con dos condiciones necesarias que son importantes para una hipotética “vida basada en el metano”

Una de las claves viene de un artículo en la web en este momento en la revista Icarus que demuestra que caen molécula de hidrógeno desde la atmósfera de Titán y desaparecen en la superficie. Otro artículo en línea en la revista Journal of Geophysical Research da un mapa de los hidrocarburos en la superficie de Titán y encuentra que existe una carencia de acetileno.

Esta falta de acetileno es importante debido a que es probable que este químico sea la mejor fuente de energía para la vida basada en el metano en Titán, dice Chris McKay, astrobiólogo del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, quien propuso en el 2005 una serie de condiciones necesarias para este tipo de vida basada en el metano en Titán. Una interpretación de los datos sobre el acetileno es que se están consumiendo hidrocarburos como alimento. Pero McKay dice que el flujo de hidrógeno es aún más crítico, debido a que todos los mecanismos que el popone suponen un consumo de hidrógeno.

“Sugerimos el consumo de hidrógeno debido a que es el gas que obviamente usaría la vida de Titán, de forma similar a como consumimos oxígeno nosotros en la Tierra”, dice McKay. “Si estos signos resultan una señal de vida, sería doblemente apasionante, debido a que representarían una segunda forma de vida independiente de la vida con base en el agua de la Tierra”.

Hasta la fecha, las formas de vida basadas en el metano son hipotéticas. Los científicos aún no han detectado una forma de vida así en ningún sitio, aunque hay microbios basados en el agua en la Tierra que prosperan en el metano o lo producen como desecho. En Titán, donde las temperaturas rondan los 90º Kelvin (-183º Celsius), un organismo basado en el metano tendría que usar una sustancia líquida como medio para sus procesos vivos, pero no el agua. El agua está congelada en estado sólido en la superficie de Titán y es demasiado fría para soportar la vida que conocemos.

La lista de líquidos candidatos es muy breve: metano líquido y moléculas relacionadas como el etano. Aunque es común que se considere necesaria el agua líquida para la vida, existe una extensa especulación en publicaciones de literatura científica sobre que no es un requisito estricto.

Los nuevos hallazgos de hidrógeno resultan consistentes con las condiciones que podría producir una forma de vida exótica con base en el metano, pero no prueban definitivamente su existencia, dice Darrell Strobel, científico interdisciplinar de Cassini con sede en la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, autor del artículo sobre el hidrógeno.

Strobel, que estudia la atmósfera superior de Saturno y de Titán, analizó datos del espectrómetro infrarrojo compuesto y del espectrómetro de iones y masas neutras de la Casini en su nuevo artículo. El artículo describe la densidad de hidrógeno en distintas partes de la atmósfera y la superficie. Los modelos anteriores habían predicho que las moléculas de hidrógeno, un subproducto de la luz ultravioleta del Sol, que descompone las moléculas de metano y acetileno de la atmósfera superior, debería estar distribuido de forma bastante pareja en las capas atmosféricas.

Strobel encontró una disparidad en la densidad del hidrógeno que apunta a un flujo hacia la superficie a un ritmo de 10.000 billones de billones (1024) de moléculas de hidrógeno por segundo. Lo que es aproximadamente la misma catidad de moléculas que escapan de la atmósfera superior.

“Es como si se tuviese una manguera y se estuviese aspirando el hidrógeno hacia el terreno, pero éste desaparece”, dice Strobel. “No me esperaba este resultado, debido a que el hidrógeno molecular es extremadamente inerte químicamente en la atmósfera, muy ligero y de gran flotabilidad. Debería “flotar” hacia las capas altas de la atmósfera y escapar”.

Strobel dice que no es probable que el hidrógeno resulte almacenado en una cueva o un espacio subterráneo en Titán. La superficie de Titán es, además, tan fría que sería necesario un proceso químico que incluya un catalizador para convertir las moléculas de hidrógeno y de acetileno en metano, aunque en general habrá una liberación neta de energía. Se podría superar la barrera de energía su hubiese un desconocido mineral actuando como catalizador en la superficie de Titán.

La investigación del mapeo de hidrocarburos, liderada por Roger Clark, científico del equipo de Cassini con sede en la Investigación Geológica de los Estados Unidos (USGS) en Denver, examina datos visuales y del espectrómetro de cartografía infrarroja de la Cassini. Los científicos esperaban que las interacciones del sol con los compuestos químicos de la atmósfera produjeran acetileno y que éste que cayera para cubrir la superficie de Titán. Pero Cassini no detectó acetileno en la superficie.

Además, el espectrómetro de la Cassini detectó ausencia de hielo de agua en la superficie de Titán, pero cantidades de benceno y otros materiales, que parecen ser compuestos orgánicos que los científicos no han podido identificar aún. Los hallazgos llevaron a los científicos a pensar que los compuestos orgánicos están asentados sobre el hielo de agua que cubre la base rocosa de Titán con una película de hidrocarburos de unos milímetros de grosor como mínimo, pero que es posible que sea mucho más profunda en algunos lugares. El hielo permanece cubierto aún cuando el metano y etano líquido fluyen por la superficie de Titán y llenan los lagos y mares de la misma forma que el agua líquida lo hace en la Tierra.

“La química atmosférica de Titán está aportando tan rápido compuestos que caen a la superficie que incluso cuando los flujos de metano y etano lavan la superficie, el hielo se cubre rápidamente de nuevo”, dice Clark. “Todo esto implica que Titán es un lugar dinámico en donde está teniendo lugar una química orgánica ahora mismo”.

La ausencia de acetileno detectable en la superficie de Titán bien puede tener una explicación no biológica, dice Mark Allen, investigador principal del equipo de Titán del Instituto de Astrobiología de la NASA. Allen trabaja en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. Allen dijo que una posibilidad es que la luz solar o los rayos cósmicos estén transformando el acetileno en los helados aerosoles de la atmósfera en moléculas más complejas que caerían al terreno sin dar indicaciones de acetileno.

“El conservadurismo científico indica que la explicación biológica debería ser la última opción después de haberse considerado todas las explicaciones no biológicas”, dice Allen. “Tenemos un montón de trabajo por hacer para descartar las posibles explicaciones no biológicas. Es más probable que un proceso químico, sin biología, pueda explicar estos resultados; por ejemplo, reacciones que involucren catalizadores minerales”.

“Estos nuevos resultados son sorprendentes y emocionantes”, dice Linda Spilker, científica del proyecto Cassini en el JPL. “Cassini hará muchos más sobrevuelos sobre Titán que podrán ayudarnos a descubrir qué están pasando en la superficie”.

La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. JPL, una división del Instituto Tecnológico de California, dirige la misión para la Ciencia Espacial de la NASA, Washington, DC El orbitador Cassini fue diseñado, desarrollado y ensamblado en el JPL.

Fuente: JPL. Aportado por Eduardo J. Carletti

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