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El agua y la búsqueda de vida fuera de la Tierra
Alberto González Fairén
¿Hay vida en la Tierra en todos los entornos bañados por agua líquida? Esta pregunta en apariencia inmediata para la Biología, y con evidentes implicaciones astrobiológicas, no ha encontrado una respuesta cuantitativa hasta este mismo año.
oco después de la pérdida de las sondas Mars Climate Orbiter y Mars Polar Lander a finales de 1999, NASA comenzó una profunda reestructuración del programa de exploración de Marte. La exploración científica de Marte se organizó en torno a la investigación en cuatro áreas fundamentales: vida, clima, geología y preparación para la exploración humana. Permeando a las cuatro áreas, se asignó como criterio prioritario para cualquier misión de exploración marciana el famoso “buscar agua” (“follow the water”). Décadas de investigación mediante sondas automáticas habían demostrado una importante interacción entre la atmósfera, la superficie y el interior de Marte, en parte relacionadas con el agua (Figura 1). Además, en la Tierra, todas las formas de vida que conocemos requieren la presencia de agua. Uno de los aspectos que se indicaban en el nuevo programa de exploración marciana partía de la afirmación inversa: en la Tierra, allí donde hay agua líquida, hemos encontrado vida, al menos microbiana. ¿Es cierta esta asunción?
Carbonatos y filosilicatos en Nili Fossae
Figura 1: Carbonatos y filosilicatos (en color) en Nili Fossae, en una imagen capturada por el espectrómetro a bordo de la sonda Mars Reconnaissance Orbiter. (NASA/JPL/MSSS) Click para ampliar!
La investigación sobre extremófilos ha puesto de relieve límites aparentes para la supervivencia que tienen que ver con la temperatura, la actividad del agua, la disponibilidad de nutrientes, el tamaño de poro y los recursos energéticos. Estos factores parecen estar implicados en la habitabilidad de los entornos acuosos. Sin embargo, hasta este año no existían estudios empíricos que cuantificaran la fracción del agua terrestre inhabitada, o que describieran en profundidad los posibles medios acuosos inhabitables de la Tierra. Eriita Jones y Charles Lineweaver, de la Universidad de Canberra, volvieron sobre este problema a principios de este año. En su investigación, tomaron en cuenta los valores de presión y temperatura que actualmente se consideran límite para la supervivencia. La presión máxima a la que los organismos barófilos son viables está aún por determinar, ya que se ha hallado vida a las máximas profundidades a las que se ha buscado, unos 5 km en la subsuperficie, y además estos microorganismos han permanecido viables en laboratorio a presiones similares a las que se alcanzan a 50 km bajo la superficie. Por el contrario, todos los microorganismos que se han descrito a presiones por debajo de 0.3 bar se encuentran en estado latente, posiblemente porque el agua aparece sólo en forma de aerosoles transitorios en estos entornos. En cuanto a la temperatura, el límite superior aceptado actualmente está en 122ºC, aunque aún existe un importante volumen de agua en fuentes hidrotermales (cerca del 1% del total del agua de la Tierra, ver Figura 2) a temperaturas superiores donde todavía no se han buscado formas vivas; en cualquier caso, estudios de laboratorio con metanógenas hipertermófilas parecen sugerir un límite térmico cercano a los 135ºC. El límite inferior descrito actualmente es -20ºC, si bien por debajo de esta temperatura existe una enorme cantidad de agua en fase líquida sobre la Tierra (más de 15 millones de kilómetros cúbicos a temperaturas que llegan a los -30ºC) que se encuentra formando salmueras gracias a la incorporación de sales, y donde aún no está claro si medran formas vivas.
Chimenea hidrotermal submarina
Figura 2: Chimenea hidrotermal submarina.
(C. Goddard, Oregon State University) Click para ampliar!
Jones y Lineweaver comenzaron por estimar la fracción del volumen de la Tierra que está inhabitado. La biosfera se extiende unos 10 km por encima de la superficie, en la troposfera y en las cimas montañosas (Figura 3). De igual modo, se extiende hasta a 10 km de profundidad en los océanos y 5 km bajo la corteza continental. Asumiendo que los océanos cubren el 70% de la superficie de la Tierra, la biosfera ocupa poco más del 1% del volumen del planeta. Por lo tanto, después de 4.000 millones de años de evolución, la biosfera no ha sido capaz de extenderse por casi el 99% del volumen de la Tierra. En segundo lugar, Jones y Lineweaver calcularon la fracción del volumen de la Tierra donde el agua existe en fase líquida y sabemos que hay vida. El cálculo fue análogo al anterior, salvo que en este caso consideraron únicamente el volumen de la capa de la Tierra que contiene agua líquida, una capa que tiene un espesor de unos 75 km, exceptuando la atmósfera. El resultado es que solamente el 12% del volumen de la Tierra donde hay agua líquida está efectivamente habitado. Finalmente, calcularon la superficie de la Tierra donde existe agua líquida y la biosfera está asentada. Excluyendo la atmósfera, el resultado es que aproximadamente el 36% de la superficie de la Tierra que contiene agua líquida alberga formas de vida: el 30% son formas activas, y el 6% es vida latente.
Cima del monte Everest
Figura 3: La cima del monte Everest, donde aún no se ha buscado vida microbiana activa. (Mountain7.com) Click para ampliar!
La conclusión de Jones y Lineweaver es que en el 88% del volumen y el 64% de la superficie de la Tierra donde el agua se encuentra en fase líquida no hemos encontrado pruebas de la presencia de la biosfera. Los propios investigadores señalan la importancia de la investigación en extremofilia para determinar si el agua que asumen inhabitada realmente lo está o es el resultado aparente de una incompleta comprensión de las observaciones. En cualquier caso, a la luz de los resultados obtenidos en la Tierra, no parece que una estrategia orientada exclusivamente a “buscar agua” sea la más adecuada para la identificación de vida en Marte (Figura 4) o en otros planetas. Es quizás necesario incorporar otros objetivos a la búsqueda, como la identificación de fuentes de energía.
Posibles gotas de agua líquida
Figura 4: Posibles gotas de agua líquida en una de las patas de la sonda Phoenix. (NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Max Planck Institute) Click para ampliar!
 
 
San Francisco (California), EEUU, 31 de Mayo de 2010.
 
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