¿Qué está consumiendo el acetileno de Titán?

Concepción artística muestra los lagos de hidrocarburos de la superficie de Titán
Dos nuevos informes basados en datos de la nave Cassini de la NASA examinan la compleja actividad química en la superficie de la luna de Saturno Titán. Mientras que la química no biológica ofrece una posible explicación, algunos científicos creen que estas huellas químicas refuerzan el argumento en favor de la presencia de una forma primitiva y exótica o precursora de la vida en la superficie de Titán. Según una teoría planteada por los astrobiólogos, las huellas cumplen dos condiciones importantes y necesarias para la hipótesis de una "vida basada en el metano."
Un hallazgo clave viene de un artículo en línea de papel ahora en la revista Icarus que muestra que las moléculas de hidrógeno caen a través de la atmósfera de Titán y desaparecen en la superficie. Otro artículo en línea esta vez en el Journal of Geophysical mapea los hidrocarburos de la superficie de Titán y se descubrió una falta de acetileno.
Esta falta de acetileno es importante porque este compuesto químico sería probablemente la mejor fuente de energía para una vida basada en el metano en Titán, explicó Chris McKay, astrobiólogo del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, que propuso un conjunto de condiciones necesarias para este tipo de vida basada en el metano en Titán en 2005. Una interpretación de los datos del acetileno es que el hidrocarburo se consume como alimento. Sin embargo, McKay dijo que el flujo de hidrógeno es aún más crítico porque todos los mecanismos propuestos participan del consumo de hidrógeno.
"Sugerimos el consumo de hidrógeno, porque es el gas que evidentemente consumiría la vida de una forma similar a la que consumimos el oxígeno en la Tierra", dijo McKay. "Si estos signos no resultaran ser un signo de vida, sería doblemente emocionante porque se trataría de una segunda forma de vida independiente de la vida con base en el agua en la Tierra."
Hasta la fecha, formas de vida basadas en metano han diso sólo hipotéticas. Los científicos no han detectado aún esta forma de vida en ninguna parte, aunque hay microbios que viven en el agua líquida base en la Tierra que se alimentan de metano o lo producen como subproducto de desecho. En Titán, donde las temperaturas son alrededor de 90 Kelvin (- 180º C), un organismo basado en el metano tendría que utilizar una sustancia líquida que fuera su medio para efectuar los procesos biológicos, pero no la propia agua. El agua es un sólido congelado en la superficie de Titán y es demasiado fría para sostener la vida tal como la conocemos.
La lista de candidatos líquidos es muy corta: metano líquido y moléculas relacionadas como el etano. Mientras que el agua líquida es ampliamente considerada como necesaria para la vida, se han publicado extensas especulaciones en la literatura científica sobre que el agua líquida no es un requisito estricto.
Los resultados nuevos del hidrógeno son compatibles con las condiciones que pueden producir una forma exótica, una vida basada en el metano, pero no definitivamente para demostrar su existencia, explicó Darrell Strobel, científico interdisciplinar de la Cassini con sede en la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, y autor del documento sobre el hidrógeno.
Strobel, que estudia la atmósfera superior de Saturno y Titán, analizó los datos de espectrómetro infrarrojo compuesto de la Cassini y el espectrómetro de iones y partículas neutras en su nuevo documento. El informe describe la densidad de hidrógeno en diferentes partes de la atmósfera y la superficie. Los modelos anteriores habían predicho que las moléculas de hidrógeno, un subproducto de la luz solar ultravioleta, se separarían del acetileno y las moléculas de metano de la atmósfera superior, deberían distribuirse en forma bastante uniforme a lo largo de las capas atmosféricas.
Strobel encontró una disparidad en las densidades de hidrógeno que llevan un flujo hacia la superficie a una velocidad de alrededor de 10.000 billones de billones de moléculas de hidrógeno por segundo. Se trata de la misma velocidad a la cual las moléculas escapan hacia la atmósfera superior.
"Es como si tuviera una manguera y que estuviera arrojando chorros de hidrógeno en el suelo, pero que estuvieran desapareciendo", dijo Strobel. "No me esperaba este resultado, porque el hidrógeno molecular es químicamente muy inerte en la atmósfera, muy ligero y volátil. Debería 'flotar' en la parte superior de la atmósfera y escapar."
Strobel dijo que no es probable que el hidrógeno se almacene en una cueva o un espacio subterráneo en Titán. La superficie de Titán es tan fría que sería necesario un proceso químico en el que participase un catalizador para convertir las moléculas de hidrógeno y acetileno, de nuevo en metano, aunque en general habrá una liberación neta de energía. La barrera de energía podría ser superada si hubiera un mineral desconocido que actuara como catalizador en la superficie de Titán.
La investigación de mapeo de hidrocarburos, liderada por Roger Clark, un científico del equipo Cassini con sede en el Servicio Geológico de EE.UU. en Denver, examina los datos del espectrómetro de mapeo visual e infrarrojo de Cassini. Los científicos esperaban que las interacciones del Sol con los compuestos químicos de la atmósfera produjeran acetileno que luego caería hasta cubrir la superficie de Titán. Pero Cassini no detectó acetileno en la superficie.
Además el espectrómetro de Cassini detectó ausencia de hielo de agua en la superficie de Titán, pero un montón de benceno y de otro material, que parece ser un compuesto orgánico que los científicos aún no han sido capaces de identificar. Los hallazgos llevan a los científicos a creer que los compuestos orgánicos cubren el hielo del agua que integra el lecho de roca de Titán con una película de hidrocarburos de por lo menos unos pocos milímetros a centímetros de espesor, pero que posiblemente sea mucho más profunda en algunos lugares. El hielo permanece cubierto aun cuando el flujo de metano líquido y etano fluyen por toda la superficie de Titán y llenan los lagos y los mares al igual que el agua líquida en la Tierra.
"La química de la atmósfera de Titán está provocando que lluevan compuestos orgánicos que se precipitan tan deprisa que incluso las corrientes de metano líquido y etano en la superficie orgánicos lavan los compuestos orgnáicos, el hielo se cubre de nuevo rápidamente", explicó Clark. "Todo implica que Titán es un lugar dinámico en el que la química orgánica está actuando."
La ausencia de acetileno detectable en la superficie de Titán puede muy bien tener una explicación no biológica, dijo Mark Allen, investigador principal con el equipo de Instituto de Astrobiología de la NASA Titán. Allen con base en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena, California Allen comentó que una posibilidad es que la luz solar o los rayos cósmicos estén transformando el acetileno en aerosoles helados en la atmósfera hasta formar moléculas más complejas que caen al suelo sin la huella química del acetileno.
"El conservadurismo científico sugiere que una explicación biológica debe ser la última opción después de descartar todas las explicaciones no biológicos", explicó Allen. "Tenemos mucho trabajo por hacer para descartar posibles explicaciones no biológicos. Es más probable que un proceso químico sin intervención biológica pueda explicar estos resultados, por ejemplo, catalizadores de reacciones que involucren minerales."
"Estos nuevos resultados son sorprendentes y emocionantes", añadió Linda Spilker, científico del proyecto Cassini en el JPL. "Cassini tiene todavía muchos sobrevuelos de Titán por delante que puedan ayudarnos a resolver lo que está sucediendo en la superficie."
Fuente original JPL
Publicado en Odisea cósmica¡Suscríbete Ya!