150 años de búsqueda de vida en Venus

Por Colaborador Invitado, el 12 febrero, 2021. Categoría(s): Astronomía • Biología • Química
Planeta Venus. Imagen compuesta por datos de las sonda Magellan y Pioneer Venus Orbiter. NASA / JPL-Caltech

El hallazgo de fosfina en la atmósfera de Venus dio fuerza a la hipótesis de la vida en el planeta vecino. En 1870 el astrónomo Richard Proctor planteó por primera vez la existencia de vida en Venus. Lamentablemente unos ochenta años después se determinó que las temperaturas a nivel del suelo en Venus rondan los 400-500 grados Celsius, factor que impide la vida que existe en la mayor parte de la Tierra. Y es que la clave está en “la mayor parte de la Tierra”. En los géiseres submarinos viven bacterias denominadas extremófilas, adaptadas a las condiciones ambientales más extremas.

Para soportar las condiciones de temperatura, presión o toxicidad en la que pueden vivir estos grupos biológicos se prepararon evolutivamente durante millones de generaciones en la Tierra. Esto no entra en conflicto con la hipótesis moderna de la vida en Venus. Hace unos millones de años la fuerza del Sol era el 60% de la actual. A la Tierra no llegaba energía suficiente desde el Sol, pero Venus tenía una temperatura moderada, mares de agua líquida e irradiación solar tolerable. Si surgió la vida en Venus en ese momento, ¿Se adaptaron a tiempo a los cambios posteriores en las condiciones ambientales?

En la actualidad, Además de la temperatura, una presión atmosférica 90 veces mayor que la terrestre también juega en contra de la vida. Para hacernos una idea es como soportar mil metros de agua encima de nosotros. A nivel químico, la atmósfera venusiana está formada por gases letales de ácido sulfúrico H2SO4, óxido de azufre SO2 y dióxido de carbono CO2. Además, estos gases han formado una capa (similar a la que forma el ozono en la tierra) que produce un efecto invernadero. Así como el ozono impide la entrada de luz ultravioleta y mantiene parte de la energía solar en la tierra, lo mismo ocurre con la capa de ácido sulfúrico de Venus. Solo que el efecto es mucho más pronunciado, y es en parte responsable de los casi 500 grados de temperatura que se alcanzan a nivel de suelo.

Dado que en la superficie rocosa de Venus no es muy probable que un ser vivo sobreviva, se ha especulado que la vida podría existir en suspensión en las capas superiores de la atmósfera, donde el efecto invernadero y la presión son menores. De hecho, el ácido sulfúrico y el óxido de azufre son dos gases que reaccionan entre sí en una situación normal, por lo que no deberían coexistir en Venus. La conclusión que se asumió es que algo los estaba generando constantemente. A esto se suma que en una atmósfera como la venusiana se esperaba encontrar una gran cantidad de monóxido de carbono CO, pero lo que se encuentra es CO2. Estos dos hechos químicos llevaron a la creencia de que «algo» con un metabolismo completamente desconocido en la tierra estaba generando estos compuestos. No se conoce ningún organismo en la Tierra con las rutas metabólicas apropiadas para producir esos elementos. No obstante, es posible que las condiciones físicas y químicas del planeta vecino permitan la existencia de estos compuestos que en la Tierra no pueden existir de forma espontánea.

En septiembre del 2020 se publicó en Nature Astronomy, un estudio liderado por el profesor J. Greaves con nuevos datos sobre la composición atmosférica de Venus. Gracias a las mediciones de absorción de luz se había establecido desde dos observatorios diferentes que en Venus tenía una molécula cuya presencia era al menos curiosa. Estamos hablando de fosfina (PH3). Este compuesto se encontraría formando una capa a una altura de unos 55 km sobre la superficie rocosa del planeta, y en pequeñas cantidades en términos planetarios, 15 partes por billón de partículas atmosféricas. La fosfina es un gas incoloro con un fuerte olor a ajo o pescado podrido, además de ser letal o al menos tóxico para la mayoría de los animales. De hecho, la industria agrícola lo sintetiza y lo utiliza como insecticida de amplio espectro. Debe manipularse con cuidado ya que también es tóxico para los humanos. En la Tierra, quitando la generación por procesos industriales, la fosfina se genera como parte del metabolismo secundario de microorganismos que viven en los intestinos de mamíferos o aves. Entonces, una de las hipótesis que se consideran para su presencia en la atmósfera de Venus es la biológica. Sin embargo, un reanálisis de los datos publicado en diciembre de 2020 en Astronomy and Astrophisics por otro grupo (Snellen et al.) refutan la existencia del compuesto.

Durante el debate sobre la existencia real o no de fosfina en Venus, una segunda opción a la generación biológica surgió. Las cualidades geológicas y astronómicas de Venus podrían permitir generar este compuesto por medios poco importantes en la Tierra. La industria genera fosfina al reducir los residuos de hierro con fósforo, llamados fosfuros. Los fosfuros pueden reaccionar en presencia de agua para formar fosfina de una manera no biológica. Sin embargo, los ácidos son capaces de catalizar esta reacción tres veces más rápido que la corrosión acuosa. En este sentido, conviene recordar que la atmósfera de Venus tiene una cantidad muy grande de ácido sulfúrico en forma de gas que sería ideal para esta conversión. A esto se suman las observaciones de la actividad volcánica en Venus, que sugieren la liberación de residuos de fosfato de hierro a la atmósfera desde el manto del planeta. Independientemente de si existe fosfina o no en Venus, desafortunadamente un posible origen geológico parece más plausible. Por otro lado, esto no quita la grandeza de poder determinar mediante el uso de telescopios la composición atmosférica de Venus. Todavía no se ha enviado ninguna sonda a tomar muestras del planeta. Estas observaciones tempranas nos ayudan a comprender cómo funciona la química en otros planetas, mejora los sistemas de detección de compuestos químicos y hace avanzar la astrobiología para establecer las moléculas que consideramos marcadores de organismos vivos.

 

Este artículo nos lo envía Ramon Contreras: «Soy doctor en Genética molecular, divulgador para medios americanos desde hace ya ni me acuerdo y profesor de Ciencias. Empecé dando charlas para los más jóvenes enseñándoles el centro de investigación y acabé contándoles que plantas nos llevariamos para colonizar Marte. Como no le vi futuro a ser científico loco ni supervillano me pasé a lo de contar cosas y la enseñanza (lo más cercano a supervillano que encontré). Ahora escribo de forma diaria sobre biología en: https://biologia.laguia2000.com/

Referencias científicas y más información:

Greaves, J.S., Richards, A.M.S., Bains, W. et al. Phosphine gas in the cloud decks of Venus. Nat Astron . https://doi.org/10.1038/s41550-020-1174-4 (2020)

Snellen, I. A. G., Guzman-Ramirez, L., Hogerheijde, M. R., Hygate, A. P. S., & van der Tak, F. F. S. (2020). Re-analysis of the 267 GHz ALMA observations of Venus-No statistically significant detection of phosphine. Astronomy & Astrophysics, 644, L2.

Boston, P. J., Ivanov, M. V. & McKay, C. P. On the possibility of chemosynthetic ecosystems in subsurface habitats on Mars. Icarus 95, 300–308  (1992)

Sousa-Silva, C. et al. Phosphine as a biosignature gas in exoplanet atmospheres. Astrobiology 20, 235–268 (2020)

Tarrago, G. et al. Phosphine spectrum at 4–5 μm: analysis and line-by-line simulation of 2ν 2, ν 2 + ν 4, 2ν 4, ν 1, and ν 3 bands. J. Mol. Spectrosc. 154, 30–42 (1992).

Visscher, C., Lodders, K. & Fegley, B. Atmospheric chemistry in giant planets, brown dwarfs, and low-mass dwarf stars. II. Sulfur and phosphorus. Astrophys. J. 648, 1181 (2006).



Por Colaborador Invitado, publicado el 12 febrero, 2021
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