El pasado 6 de agosto el Mars Science Laboratory
“Curiosity” se posaba suavemente sobre la superficie de Marte
portando diez instrumentos científicos con capacidades nunca vistas
en la exploración planetaria. Siendo todos importantes, el equipo
estrella es el Sample Analysis at Mars (SAM), una combinación
de cromatógrafo de gases, espectrómetro de masas y espectroscopio
láser ajustable combinados con un sistema completo de preparación
de muestras y sistemas de calibración. El SAM es el encargado de
detectar componentes orgánicos en la superficie marciana. Para ello
vaporizará muestras de polvo y roca a temperaturas de 1000 ºC y
analizará los volátiles resultantes. Sin embargo, un descubrimiento
realizado en 2008 puede que haga que los resultados obtenidos por SAM
no sean todo lo significativos que nos gustaría. Y es que en la
superficie de Marte existen percloratos.
Percloratos de Marte
En junio de 2008 el Wet Chemistry Laboratory a bordo de la
sonda Phoenix realizó el primer análisis húmedo del suelo marciano
[1] . Los análisis, efectuados en tres muestras, dos de la
superficie y otra tomada a 5 cm de profundidad, pusieron de
manifiesto que el suelo era ligeramente básico y que contenía bajos
niveles de sales típicas de la Tierra. La sorpresa fue encontrar
aproximadamente un 0,6% en peso de perclorato (ClO4-)
lo más probable en forma de Mg(ClO4)2.
La posibilidad de que el perclorato fuese un contaminante traído
desde la Tierra fue descartada. Los retrocohetes de la Phoenix usaron
hidrazina ultrapura (al igual que los de la etapa de descenso de
Curiosity) y propelentes de lanzamiento a base de perclorato de
amonio. Ninguno de los sistemas de la Phoenix encontró resto ninguno
de amonio, por lo que el perclorato encontrado era marciano.
Anteriormente a este resultado, en 2006, se propuso un mecanismo
para la formación de percloratos en suelos ricos en sales en los que
los cloruros se convertían en percloratos por la acción de la
radiación ultravioleta (que se piensa que es particularmente
importante en la superficie marciana, algo que comprobará REMS, otro
equipo a bordo de Curiosity). En 2010 se encontraron percloratos en
una amplia zona de la Antártida a nivel de ppm (partes por millón);
las circunstancias del descubrimiento implicarían que los
percloratos se forman naturalmente y de forma global en la Tierra y,
probablemente, en Marte.
Resultados contradictorios de las Viking
Ya hemos explicado en otra parte que Curiosity, a diferencia de
las sondas Viking, no tiene como misión encontrar vida.
Efectivamente, Curiosity no tiene ningún experimento que pueda
detectarla. No así las Viking: en 1976 mezclaron suelo marciano con
una disolución nutritiva radioactiva y, posteriormente, detectaron
la emisión de gas radioactivo, lo que sugería la presencia de
actividad microbiana. Sin embargo, otro experimento de las mismas
sondas no encontró compuestos orgánicos, de lo que se concluía
que, por extensión, no había microbios.
Estos datos contradictorios llevaron a la mayoría de los
científicos a dar el primer resultado como erróneo. Pero no es tan
sencillo: aún cuando no existiese vida en Marte el planeta tendría
que estar repleto (entiéndase en términos químico-analíticos) de
compuestos orgánicos; se estima que cada año marciano llegan al
planeta 240 toneladas de ellos a bordo de meteoritos.
Una posible solución al enigma estaría en que la superficie
marciana contiene óxidos metálicos que tienen propiedades
fotocatalíticas; conforme la radiación ultravioleta choca con estas
partículas genera especies que reaccionan y destruyen los compuestos
orgánicos. Esta hipótesis tiene sus limitaciones, sobre todo para
las muestras tomadas a 5 cm de profundidad. Una más reciente, y
mucho más relevante para los análisis que efectuará el SAM, es que
los compuestos orgánicos se oxidaron accidentalmente durante el
procesado de la muestra a resultas de la presencia de percloratos.
SAM y los percloratos
Existen estudios experimentales que apoyan la hipótesis de los
percloratos. Quizás el más significativo fue el llevado a cabo en
2010 [2]. A una muestra de suelo del desierto de Atacama se le añadió
una pequeña cantidad de perclorato. Tras calentar la muestra a 500ºC
(misma temperatura que el horno de las Viking) los investigadores
encontraron que los compuestos orgánicos presentes habían sido
destruidos por oxidación. No sólo eso, la destrucción llevaba a la
emisión de clorometano y, en menor medida, diclorometano, que fueron
detectados por las sondas Viking y que, tradicionalmente, se han
venido atribuyendo a contaminación por productos de limpieza antes
del despegue.
La idea de que los percloratos son los responsables del resultado
contradictorio de las Viking es muy sugerente. Apoya la idea, que
algunos mantienen desde 1976, de que las Viking efectivamente
encontraron vida microbiana (después de ellas ninguna sonda ha
llevado un experimento similar para confirmarlo o desmentirlo). Por
otra parte, sugiere que Curiosity va a tener los mismos resultados
anómalos porque también usará calentamiento como forma de
extracción de volátiles de las muestras, cuyos componentes
orgánicos estarán sujetos a la acción de los percloratos.
¿Y ahora qué?
La presencia de percloratos puede afectar de forma significativa a
los resultados de los análisis. Sin embargo, la capacidad analítica
combinada de SAM es enorme, por lo que debería de ser capaz de
discriminar si se está produciendo una interferencia por la
presencia de percloratos. En caso de que sea así, lamentablemente,
sólo quedará especular con mecanismos de reacción que den los
productos detectados para poder deducir con un margen de error no
despreciable, en vez de medir, qué compuestos orgánicos hay
presentes, de haberlos.
Por otra parte, la capacidad de excavación de Curiosity podrá
acceder a muestras menos sometidas a radiación y, por tanto, menos
afectadas por la presencia de percloratos, y comparar sus resultados
con los de las muestras de superficie.
Una consideración final: aún cuando Curiosity encuentre
compuestos orgánicos no podrá establecer si tienen un origen
biológico. Lo que sea vida en la Tierra puede que no lo sea en
Marte, después de todo.
Esta entrada es una participación de Experientia docet en la XVII Edición del Carnaval de Química que acoge Un geólogo en apuros.
Referencias:
[1] Hecht MH, Kounaves SP, Quinn RC, West SJ, Young SM, Ming DW, Catling DC, Clark BC, Boynton WV, Hoffman J, Deflores LP, Gospodinova K, Kapit J, & Smith PH (2009). Detection of perchlorate and the soluble chemistry of martian soil at the Phoenix lander site. Science (New York, N.Y.), 325 (5936), 64-7 PMID: 19574385
[2] Rafael Navarro-González, Edgar Vargas, José de la Rosa, Alejandro C. Raga, & Christopher P. McKay (2010). Reanalysis of the Viking results suggests perchlorate and organics at midlatitudes on Mars JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, 115 DOI: 10.1029/2010JE003599
[2] Rafael Navarro-González, Edgar Vargas, José de la Rosa, Alejandro C. Raga, & Christopher P. McKay (2010). Reanalysis of the Viking results suggests perchlorate and organics at midlatitudes on Mars JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, 115 DOI: 10.1029/2010JE003599
