Perseverance podria haver descobert els primers rastres fòssils de vida a Mart!

Els investigadors de la NASA encarregats d'analitzar les dades recollides pel rover de Mart Perseverance estan tan emocionats que menys d'una setmana després de prendre mostres d'una roca marciana, i sense esperar una publicació sobre el tema amb la revisió dels seus companys, van decidir publicar un comunicat de premsa amb el seu descobriment. Encara que demanem precaució, perquè encara no ens podem decidir, algunes de les característiques d'aquesta roca mai trobada a Mart suggereixen que van ser produïdes per formes de vida microbianes i no per processos abiòtics naturals que imitaven processos vius.

Clic a la imatge per engrandir. El rover marcià Perseverance de la NASA es va fer aquesta selfie el 23 de juliol de 2024, el 1218è dia marcià o sol, de la missió. A l'esquerra del rover, prop del centre de la imatge, hi ha la roca en forma de punta de fletxa anomenada "Cascades de Cheyava", que té característiques que podrien ajudar a determinar si Mart va suportar vida microscòpica en el passat llunyà. El petit forat negre de la roca és on Perseverance va prendre una mostra de nucli, que ara es troba en un tub de mostra emmagatzemat al ventre del rover. El punt blanc a la dreta del forat és on el rover va utilitzar una eina d'abrasió per netejar la superfície superior, permetent que els instruments científics estudiïn la composició de la roca. La selfie està formada per 62 imatges preses per la càmera del sensor topogràfic gran angular per a operacions i enginyeria (Watson) situada a l'extrem del braç robòtic del rover. Les imatges es van reunir després de ser enviades de tornada a la Terra. Crèdit: NASA, JPL-Caltech, MSSS.

Perseverance, a la recerca de vida a Mart. Perseverance, així és com la NASA va decidir batejar el rover que envià a Mart l'estiu del 2020. Un rover del qual els investigadors tenen grans expectatives. Serà el primer a prendre mostres de roca destinades a ser portades de tornada a la Terra. Objectiu: trobar rastres de vida microbiana.

La notícia es va estendre ràpidament per les xarxes socials de la noosfera el vespre del 25 de juliol de 2024 i va ser objecte d'un comunicat de premsa mesurat de la NASA però sense que encara s'hagués publicat cap article ni objecte de revisió per experts (peer review en anglès). El rover Perseverance va descobrir i prendre mostres d'una roca marciana el juliol de 2024 les característiques de la qual fascinen exobiòlegs i científics planetaris, com Rosaly Lopes, que es pregunten si finalment no tenen proves que Mart va acollir vida microscòpica en un passat llunyà.

Clic a la imatge per engrandir. Això és més que intrigant, és realment emocionant! Hem de portar aquesta mostra a la Terra per analitzar-la als nostres millors laboratoris! Els científics del Rover Perseverance de la NASA troben una intrigant roca a Mart. Crèdit: @rosaly_lopes, X.

El comunicat de premsa de l'equip científic del rover Perseverance, però, adverteix que tal com està, els rastres trobats a la roca que mesura 1 metre per 0,6 metres i sobrenomenada "Cascades de Cheyava", en referència a la Terra a una cascada del Gran Canyó, també podria haver estat produït per processos abiòtics. Recordem l'any 1996 l'afer del meteorit marcià ALH84001 que semblava contenir rastres fòssils de bacteris marcians, però que la comunitat científica ha considerat durant més d'una dècada que de fet és més probable que sigui per contaminació terrestre.

Clic a la imatge per engrandir. Hi va haver vida microscòpica a Mart en un passat remot? Una intrigant roca vista pel rover Perseverance de la NASA te qualitats que encaixen en la definició d'un possible indicador de vida antiga. Però, què hem trobat i com ho podrem saber amb certesa? Fer un clic aquí.

Tot i així, aquesta roca va proporcionar un testimoni el 21 de juliol de 2024 que és la 22ª mostra del rover que es pretén tornar un dia a la Terra per ser objecte d'una anàlisi sòlida i completa, cosa que no és possible amb Perseverance i, per tant, deixa l'assumpte pendent. La roca es va descobrir a l'extrem nord de la vall de la Neretva, una antiga vall fluvial de 400 metres d'ample que va ser tallada per l'aigua que es va precipitar al cràter Jezero fa milers de milions d'anys, fins i tot formant un delta (vegeu el vídeo més a baix).

Ja sabem gràcies a l'instrument Sherloc (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals; Escaneig d'Ambients Habitables amb Raman i Luminiscencia per a compostos Orgànics i Químics) del rover que la roca conté compostos de carboni orgànic (la qual cosa no és necessàriament una prova que provinguin de processos biòtics).

Clic a la imatge per engrandir. El rover de Mart Perseverance de la NASA va utilitzar el seu instrument Mastcam-Z per visualitzar aquest espai de treball al voltant de la mostra presa d'una roca anomenada "Cascades de Cheyava". És visible un forat (extrem esquerre) on es va prendre una mostra el 21 de juliol de 2024. A la dreta hi ha una roca sobrenomenada "Steamboat Mountain". A cada roca és visible una zona d'abrasió blanca circular; Aquí és on el rover va utilitzar una eina d'abrasió per netejar la superfície superior, permetent als instruments estudiar la composició de les roques. Les imatges que componen aquest compost van ser preses per l'instrument Mastcam-Z del rover el 23 de juliol de 2024, el dia 1217 o sol, de la missió. Crèdit: NASA, JPL-Caltech, MSSS

La roca més desconcertant mai estudiada per Perseverance

Ken Farley, un científic del projecte Perseverance de Caltech a Pasadena, EUA, explica que la "Cascada de Cheyava és la roca més desconcertant, complexa i potencialment important que s'ha estudiat mai. D'una banda, vam detectar per primera vegada matèria orgànica, taques de colors característiques que indicaven reaccions químiques que la vida microbiana podia utilitzar com a font d'energia i evidència clara que l'aigua -necessària per a la vida- va travessar la roca. D'altra banda, no hem pogut determinar exactament com es va formar la roca i fins a quin punt les roques veïnes poden haver escalfat les cascades de Cheyava i contribuït a aquestes característiques".

Quins secrets podríem desbloquejar estudiant mostres de Mart en laboratoris d'última generació a la Terra? Científics de tot el món estan ansiosos per esbrinar-ho. A finals de la tardor del 2023, el rover Perseverance de la NASA va recollir 21 mostres de roques marcianes seleccionades científicament, que els científics creuen que podrien contenir proves extraordinàries per ajudar a respondre a preguntes centenàries com ara: Va existir mai vida a Mart? o Com ha evolucionat el Planeta Vermell al llarg del temps?  El rover Perseverance va recollir un conjunt divers de mostres, incloses les roques sedimentàries que són eficaços per preservar els rastres de vida antics. També hi ha roques ígnies, que ens poden parlar de l'evolució primerenca de Mart. Mitjançant una sèrie de futures missions anomenades Mars Sample Return (Retorn de les mostres de Mart), aquestes mostres es podrien portar a la Terra per a un estudi posterior i podrien ajudar els exobiòlegs a buscar signes de vida microbiana antiga al Planeta. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Crèdit: NASA, JPL-Caltech, ESA, GSFC, MSFC, JSC, MAVEN, Lunar and Planetary Institute.

Pel que fa a la “pell de lleopard", de la Cascada Cheyava, David Flannery, astrobiòleg i membre de l'equip científic Perseverance de la Universitat Tecnològica de Queensland a Austràlia, va dir en el comunicat de premsa de la NASA que "aquests llocs són una gran sorpresa. A la Terra, aquest tipus de característiques de les roques s'associen sovint amb rastres fossilitzats de microbis vivint al subsòl."

Però l'investigador afegeix: "Vam tractar aquesta roca amb làsers i raigs X i la va fotografiar literalment dia i nit des de gairebé tots els angles imaginables. Científicament, la Perseverance no té res més a oferir. Per entendre completament què va passar realment a la vall del riu marcià del cràter Jezero fa milers de milions d'anys, ens agradaria portar la mostra de les Cascades Cheyava a la Terra, perquè es pugui estudiar amb els poderosos instruments disponibles als laboratoris".

Clic a la imatge per engrandir. El rover Perseverance va capturar aquesta imatge d'una roca anomenada "Cascades Cheyava" descoberta en un antic llit d'un riu a la regió de "Bright Angel" del cràter Jezero de Mart. Aquesta imatge de la roca es va capturar amb una càmera anomenada Watson, que forma part del conjunt d'instruments Sherloc. Al llarg de tota la roca hi ha grans vetes de sulfat de calci blanc. Entre aquestes venes hi ha bandes de material el color vermellós de les quals suggereix la presència d'hematita, un dels minerals que dóna a Mart la seva característica tonalitat rovellada. Els científics estan especialment interessats en les taques de llum de mida mil·limètrica i de forma irregular a la banda vermellosa central (des de la part inferior esquerra a la part superior dreta de la imatge) que estan envoltades per un anell prim de material fosc, similar a les taques de lleopard. Taques com aquesta a les roques sedimentàries de terra es poden produir quan les reaccions químiques que impliquen hematites fan que la roca canviï de vermell a blanca. Aquestes reaccions també poden alliberar ferro i fosfat, potser provocant la formació d'halos foscos, i poden ser una font d'energia per als microbis, d'aquí l'associació entre aquestes característiques i microbis en un medi terrestre. El material blanc i accidentat que es veu a banda i banda de les taques està esquitxat d'uns quants cristalls d'olivina verda, que es formen a les roques ígnies com les colades de lava. No està clar si l'olivina es va formar al mateix temps que les taques de lleopard; els científics esperen establir una línia de temps de com es van formar l'olivina i les taques. Crèdit: NASA, JPL-Caltech, MSSS

El rover Perseverance de la NASA ha fet algunes observacions molt convincents en una roca marciana que, amb més estudis, podrien demostrar que la vida estava present a Mart en un passat llunyà, però com podem determinar-ho a partir d'una roca i què hem de fer per confirmar-ho? Morgan Cable, científica de l'equip de perseverança, fa una ullada més de prop. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: NASA, JPL.

Traces fossilitzades de microbis que viuen al subsòl?

Una vegada més, cal precaució en la interpretació de les dades actuals que almenys, suggereixen que les roques mostrejades per Perseverance es van dipositar primer en forma de fang, per corrents d'aigua, amb compostos orgànics barrejats que van acabar cimentant. Més tard, un segon episodi de flux de fluids va penetrar en les esquerdes de la roca, permetent els dipòsits minerals que va crear les grans vetes blanques de sulfat de calci visible avui.

La NASA i l'ESA estan desenvolupant plans per a una de les campanyes més ambicioses mai realitzades a l'espai: portar les primeres mostres de materials marcians de manera segura a la Terra per a un estudi detallat. El conjunt divers de mostres seleccionades científicament que actualment està recollint el rover de Mart Perseverance podria ajudar els científics a respondre la pregunta de si la vida antiga va sorgir al planeta vermell. El retorn de mostres de Mart a la Terra per a estudis futurs es duria a terme en diverses etapes amb múltiples naus espacials i, d'alguna manera, de manera sincronitzada. Aquesta breu animació presenta els moments clau de la campanya de retorn de mostres de Mart: des de l'aterratge a Mart i la fixació dels tubs de mostra fins a llançar-los des de la superfície i transportar-los a la Terra. Crèdit: NASA, ESA, JPL-Caltech, GSFC, MSFC.

Malgrat això, aquests filons estan plens de cristalls de la mida d'un mil·límetre d'olivina, un mineral que es forma a partir del magma, i les lleis de la geoquímica també suggereixen que l'olivina i el sulfat es podrien haver introduït a la roca a temperatures inhòspites per a la vida, creant una reacció química abiòtica que hauria donat lloc a les taques de lleopard.

No és pot decidir en l'estat de la importància d'un retorn a la Terra de les mostres del Perseverance, una operació que només està prevista pel 2033.

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Després de 1.000 dies d'exploració marciana, el rover Perseverance de la NASA està estudiant roques que donen testimoni de diverses èpoques de la història d'un delta fluvial de mil milions d'anys. Els científics estan estudiant aquesta regió de Mart, coneguda com a cràter Jezero, per veure si poden trobar proves de vida antiga registrada a les roques. El científic del projecte Perseverance Ken Farley ofereix una visita guiada d'una panoràmica ricament detallada de la ubicació del rover el novembre de 2023, presa per l'instrument Mastcam-Z. Format per 993 imatges individuals i 2.380 milions de píxels, aquest mosaic de 360 graus mira en totes direccions des d'un lloc que l'equip científic del rover anomena "Airey Hill". Parts del propi rover són visibles a l'escena, apareixent més distorsionades cap a les vores a causa del processament d'imatges. La millora del color aplicada a la imatge augmenta el contrast i accentua les diferències de color. En aproximar com seria l'escena en condicions d'il·luminació semblants a la Terra, aquest ajust permet als científics de la missió utilitzar la seva experiència diària per interpretar el paisatge. La vista de Mart seria més fosca i més vermellosa. Crèdit: NASA, JPL-Caltech, ASU, MSSS; ESA, DLR, FU-Berlín

Ho he vist aquí.

Descobreixen ingredients per a la vida al núvol molecular de Perseu

Descobreixen ingredients per a la vida al núvol molecular de Perseu, a 1.000 anys llum de la Terra.

Les molècules prebiòtiques es van trobar al Núvol Molecular de Perseu, un jove cúmul d'estrelles i gas a l'espai profund.

Clic per engrandir. La pols i el gas del núvol estel·lar de Perseu contenen molècules precursores de la vida. Crèdit: Gabriel Pérez Díaz (IAC)

Una "sopa" de molècules en un llunyà núvol de formació estel·lar conté compostos que es consideren els blocs de construcció essencials per a la vida, segons han descobert els astrònoms.

Aquestes molècules poden contribuir a la construcció d'aminoàcids, que alhora constitueixen la base del material genètic i es creu que van ser essencials en el desenvolupament dels primers microorganismes de la Terra.

Les molècules prebiòtiques es van trobar en un cúmul estel·lar dins del Núvol Molecular de Perseu anomenat IC348. Es calcula que les estrelles del cúmul són molt joves, entre 2 i 3 milions d'anys. En comparació, el nostre Sol “de mitjana edat” té uns 4.600 milions d'anys.

"El núvol és un laboratori extraordinari de química orgànica", va dir en un comunicat Susan Iglesias-Groth, científica de l'Institut d'Astrofísica de Canàries (IAC) i coautora de la investigació. "Es tracta de molècules complexes de carboni pur que solen aparèixer com a blocs de construcció de les molècules clau de la vida".

El Núvol de Perseu, de 500 anys llum d'amplada, en què es van descobrir aquestes molècules, és una de les regions actives de formació estel·lar més properes al sistema solar, a 1.000 anys llum de distància.

Moltes de les estrelles incipients que es troben en cúmuls estel·lars dins del núvol estan envoltades de discos de gas i pols. És a l'interior d'aquests "discos protoplanetaris" on densos cúmuls de matèria es col·lapsen sota l'atracció de la gravetat per formar planetes, llunes, asteroides i estels, els components habituals dels sistemes planetaris que sorgeixen en un procés similar al que en el seu dia va donar origen al nostre sistema solar.

La detecció de molècules prebiòtiques en un lloc com aquest i tan a prop del cúmul estel·lar IC348 podria indicar que, a mesura que es formen els planetes joves, acumulen material que conté molècules que acaben contribuint a la formació de molècules orgàniques complexes.

"Aquestes molècules clau podrien haver estat subministrades als planetes naixents als discos protoplanetaris i podrien d'aquesta manera ajudar a produir allà una ruta cap a les molècules de la vida", va dir al comunicat Martina Marin-Dobrincic, científica de la Universitat Politècnica de Cartagena i coautora de la investigació.

Iglesias-Groth, que també va trobar molècules gegants de carboni anomenades ful·lerens al mateix núvol el 2019, i l'equip van descobrir la presència d'hidrogen molecular (H2), hidroxil (OH), aigua (H2O), diòxid de carboni (CO2) i amoníac (NH3), així com diverses molècules basades en carboni. Aquestes darreres molècules podrien tenir un paper en la formació d'hidrocarburs més complexos i molècules prebiòtiques com el cianur d'hidrogen (HCN), l'età (C2H6), l'hexatrina (C6H2) i el benzè (C6H6).

Clic per engrandir. IC 348 és una nebulosa de reflexió i un cúmul obert, i la nebulosa en si també conserva el número de catàleg Van den Bergh 19. La llum blavosa procedeix de la llum estel·lar que es reflecteix cap a la nostra línia de visió. Crèdit: Don Goldman

L'equip també va trobar molècules més complexes com hidrocarburs aromàtics policíclics (HAP) i més ful·lerens en forma de carboni-60 (C60) i carboni-70 (C70).

"IC 348 sembla ser molt ric i divers en el contingut molecular", va dir Iglesias-Gorth. "La novetat és que veiem les molècules al gas difús a partir del qual s'estan formant les estrelles i els discos protoplanetaris".

Iglesias-Groth i Marin-Dobrincic van realitzar el seu descobriment utilitzant dades recollides pel telescopi espacial Spitzer de la NASA, ja retirat, i pretenen fer un seguiment de les observacions amb el més potent telescopi espacial James Webb (JWST).

"La capacitat espectroscòpica del JWST podria proporcionar detalls sobre la distribució espacial de totes aquestes molècules, i estendre la cerca actual a altres de més complexes, aportant una major sensibilitat i resolució, essencials per confirmar la molt probable presència d'aminoàcids al gas d'aquesta i d'altres regions de formació estel·lar", conclou Iglesias-Groth.

El descobriment d'aquests compostos es detalla en un article publicat a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Ho he vist aquí.

Ryugu, asteroide pristí conté aminoàcids que són blocs de construcció de la vida

La pols dels asteroides, com Ryugu, pot haver portat llavors de vida a la Terra.

Les mostres de l'asteroide Ryugu són les peces més verges del nostre sistema solar mai estudiades i contenen aminoàcids que podrien haver donat lloc a la vida a la Terra. 

Els científics que estudien les mostres, portades a la Terra el desembre de 2020 per la missió japonesa Hayabusa 2, van publicar els resultats d'una llarga anàlisi química a la Conferència de Ciència Lunar i Planetària 2022, que té lloc a Texas i pràcticament aquesta setmana. Les mostres, recollides de la superfície i el subsòl de l'asteroide Ruygu els anys 2018 i 2019, revelen de què està fet l'asteroide proper a la Terra, proporcionant informació sobre els primers dies de la formació del nostre sistema solar.

Hayabusa 2 va recollir 5,4 grams de grans rocosos de Ryugu durant dos aterratges de mostreig. Mentre que el primer aterratge es va centrar en mostres de la superfície de Ryugu, el segon va utilitzar un impactador per crear un petit cràter i agitar material de sota la superfície de l'asteroide, que després va ser capturat per la sonda.

Clic per engrandir.  Aquests trossos de roca i pols van ser recollits de l'asteroide de tipus C Ryugu
per la nau espacial Hayabusa2. (Crèdit de la imatge: Yada, et al.; Nature Astronomy)

"El material Ryugu és el material més primitiu del sistema solar que hem estudiat mai", va dir Hisayoshi Yurimoto, professor de geociència a la Universitat de Hokkaido, Japó, i líder de l'equip d'anàlisi química inicial de la missió Hayabusa 2, a la conferència.

Ruygu, va dir Yurimoto, és un asteroide de condrita CI, un tipus d'asteroide pedregós ric en carboni amb una composició química que és la més semblant a la del Sol. Aquests asteroides, rics en aigua i material orgànic, són una possible font de les llavors de vida lliurades a la Terra naixent fa milers de milions d'anys. 

Però les mostres de Ryugu són una mica diferents en comparació amb les altres condrites CI que els investigadors han vist anteriorment, les que s'han trobat a la Terra com a meteorits. Les mostres de Ryugy semblen més "primitives" i tenen una composició química més semblant al material del primer sistema solar, va afegir Yurimoto. Això és perquè no es van modificar per les interaccions amb l'entorn de la Terra,

Un equip liderat per Hiroshi Naraoka, de la Universitat de Kyushu al Japó, que va buscar matèria orgànica a les mostres de Ryugu, va dir en un altre article presentat a la conferència que els fragments de Ruygu contenien més carboni, hidrogen i nitrogen que altres asteroides condrites carbonats coneguts. 

L'anàlisi de Naraoka i el seu equip també va trobar més de deu tipus d'aminoàcids a les mostres, incloent glicina i L-alanina, que són els blocs de construcció de proteïnes que els organismes vius produeixen a partir del seu codi d'ADN. 

"Hem detectat diversos compostos orgànics prebiòtics a les mostres, inclosos aminoàcids proteinogènics, hidrocarburs aromàtics policíclics similars al petroli terrestre i diversos compostos nitrogenats", va dir Naraoka a la seva presentació. "Aquestes molècules orgàniques prebiòtiques es poden estendre per tot el sistema solar, potencialment com a pols interplanetària de la superfície de Ruygu per impacte o altres causes".

Clic per engrandir. Recreació artística de la Hayabusa2. Crèdit: JAXA

Els científics saben que els asteroides condrites CI contenen aminoàcids com la glicina i l'alanina des de l'any 2001, quan una anàlisi d'un meteorit conegut com Ivuna, que va cauer a Tanzània l'any 1938, va revelar la seva presència. 

A causa de l'absència de processos meteorològics i tectònics, el material dels asteroides i la seva composició química amb prou feines ha canviat des que els cossos "van néixer" als primers temps del nostre sistema solar. Per tant, les antigues roques espacials, com Ruygu, permeten als científics mirar el passat. Mitjançant l'estudi de trossos d'asteroides d'aprop, els investigadors poden entendre com la matèria orgànica que ara constitueix la base de tota la vida a la Terra va sorgir del núvol molecular que va donar lloc al sistema solar fa uns 4.600 milions d'anys i com va evolucionar fa molt de temps.

Les mostres de Hayabusa 2 van revelar que Ryugu, tal com el veiem avui, va néixer d'una col·lisió que va destrossar el seu asteroide progenitor i el va convertir en el que els científics anomenen un munt de runes, una col·lecció solta de roques i còdols units només pel poder de la gravetat, un equip dirigit per Tomoki Nakamura de la Universitat de Tohoku, Japó, va dir en un altre document presentat a la conferència. 

"Com que els cristalls trobats a les mostres contenen molta aigua, l'asteroide progenitor de Ryugu s'ha d'haver format fora de les línies de neu de CO2 [diòxid de carboni] i H2O [aigua]", van dir Nakamura i els seus col·legues al document. Una línia de neu és una distància de l'estrella emergent on la temperatura és prou freda perquè els compostos volàtils (com l'aigua i el diòxid de carboni) es condensen en grans de gel sòlid. 

La presència d'aigua va alterar una mica la composició química de Ruygu uns 5,2 milions d'anys després del naixement del sistema solar, donant lloc a la creació de la dolomita mineral, van afegir els investigadors.

Ho he vist aquí.

Mart: Grans quantitats d'aigua descobertes sota el canó més gran del Sistema Solar

Clic a la imatge per engrandir. Valles Marineris, vist en un angle de 45 graus amb la superfície en un color gairebé real i amb alçades exagerades en un factor de quatre. La imatge cobreix una àrea de 630.000 Km2 amb una resolució de terra de 100 metres per píxel. La part més gran del canó, que abasta tota la imatge, es coneix com a Melas Chasma. Candor Chasma és el buit immediatament al nord. Crèdit: ESA/DLR/FU Berlín (G. Neukum), CC by-sa 3.0 IGO.

No hi hauria d'haver aigua a la superfície de Mart a l'equador i molt poca allà just sota aquesta superfície. I tanmateix els instruments de la missió Exomars diuen el contrari en determinades parts del famós canó gegant del Planeta Roig: Valles Marineris.

La missió ExoMars comença la seva recerca de la vida marciana. Hi ha vida a Mart? La missió ExoMars hauria de respondre aquesta pregunta. La sonda de l'Agència Espacial Europea (ESA) va arribar al seu destí l'octubre de 2016. El canal d'Euronews ens parla del seu viatge i dels seus objectius en aquest nou episodi d'Espai.  

Com sabem, la qüestió de la presència d'aigua a Mart, actualment o en el seu passat, és crucial tant per a l'exobiologia com per a la colonització del Planeta Roig. També intentem determinar avui dia on hi ha dipòsits de gel i, si és possible, aigua líquida per poder enviar-hi colons i exobiòlegs. En aquest darrer cas, potser en zones encara volcànicament actives i, per tant, fonts de calor que mantenen l'aigua en estat líquid, podem pensar que tindríem més possibilitats de descobrir organismes vius marcians.

El que és segur es que a la superfície de Mart, la presència de gel està condicionada per les temperatures i les pressions, de manera que normalment no esperem trobar-lo a l'equador perquè generalment hi fa massa calor. El gel a la superfície es sublimaria ràpidament. Però podria estar present en profunditat. Per tant, és amb certa sorpresa que ens assabentem a través d' un article publicat a la revista Ícarus que hi hauria d'haver quantitats importants d'aigua, potser en forma de gel, però realment just sota la superfície del famós gran canó marcià:  Valles Marineris.

Clic per engrandir. Recreació artística de la sonda TGO d'ExoMars 2016. Crèdit: ESA, ATG.

Capes formades per un 40% d'aigua?

Aquesta és la conclusió a la qual va arribar un equip de científics planetaris que estudien les dades de la missió conjunta de l'ESA i Roscomos, concretament ExoMars Trace Gas Orbiter. Aquestes dades van ser proporcionades amb més precisió per l'instrument Frend (Detector de neutrons epitèrmics de resolució fina) que permet determinar el contingut d'hidrogen, i per tant el contingut d'aigua, de les capes superficials de Mart d'un metre de gruix.  

Igor Mitrofanov, de l'Institut d'Investigació Espacial de l'Acadèmia Russa de Ciències de Moscou, autor principal del nou estudi i investigador principal del detector de neutrons, explica en un comunicat de premsa de l'ESO  que "amb TGO, podem mirar fins a un metre per sota de les capes polsegoses i veure què està passant realment sota la superfície de Mart i, sobretot, localitzar oasis rics en aigua que no es podrien detectar amb instruments anteriors" i afegeix que "Frend ha revelat una àrea amb un alt nivell inusualment elevat de quantitat d'hidrogen al colossal sistema de canyons de Valles Marineris, suposant que l'hidrogen que veiem està lligat a molècules d'aigua, fins a un 40% de la matèria prop de la superfície en aquesta regió sembla ser aigua".

El seu col·lega rus i coautor Alexey Malakhov, també de l'Institut d'Investigació Espacial de l'Acadèmia Russa de Ciències, explica que: "La tècnica d'observació única de Frend aporta una resolució a regions del permafrost de la Terra, on el gel d'aigua persisteix permanentment sota terra sec a causa de les constants baixes temperatures".

Clic per engrandir. En aquestes il·lustracions, veiem el principi de detecció de gel al fons dels
cràters de Mart, però la tècnica també funciona per a tota la seva superfície. Els raigs còsmics
generen un flux de neutrons al sòl de Mart. Aquest flux es redueix per una capa de gel i materials
orgànics a la superfície. Crèdit: NASA, Laboratori de Física Aplicada de la Universitat
Johns Hopkins, Institució Carnegie de Washington.

Aigua que bloqueja el flux de neutrons còsmics

La declaració també diu que la zona rica en aigua és aproximadament de la mida dels Països Baixos i es cavalca per les profundes valls de Candor Chasma. 

Però, com es pot detectar la presència d'aigua amb un flux de neutrons, i a més, des d'un instrument en òrbita?  

Com es mostra a la sèrie de diagrames anteriors, el bombardeig de  raigs còsmics  provoca en reacció l'emissió de neutrons pels àtoms de la superfície de Mart, per exemple sota un cràter marcià.

Tanmateix, els àtoms d'hidrogen actuen com una mena de filtres per al flux de neutrons procedents de les capes superiors de la superfície de Mart i causats per aquests raigs còsmics. Remarquem que és possible utilitzar les mesures de les característiques d'aquest flux, més precisament la seva disminució d'intensitat, per deduir no només la presència d'una capa de gel o molècules orgàniques riques en àtoms d'hidrogen, sinó també el gruix d'aquestes capes.

La presència d'aigua sembla adquirida però encara que els investigadors creuen que l'aigua està en forma de gel, és possible que també estigui, parcialment o totalment, en forma de minerals hidratats.

En tot cas, és una mica paradoxal perquè aquesta aigua està molt a prop de la superfície, on no pot existir, la qual cosa fa pensar en mecanismes que queden per dilucidar per entendre la seva presència. Així, la capa es podria omplir constantment amb aigua.

Clic per engrandir. Mars Express va prendre instantànies de Candor Chasma, una vall a la part
nord de Valles Marineris, mentre orbitava per sobre de la regió el 6 de juliol de 2006. La càmera
estèreo d'alta resolució de l'orbitador va obtenir les dades de l'òrbita número 3195, amb una
resolució de terra d'aproximadament 20 m/píxel. Candor Chasma es troba aproximadament 6° al
sud i 290° a l'est. Crèdit: ESA/DLR/FU Berlín (G. Neukum), CC by-sa 3.0 IGO.

 

Ho he vist aquí.

Mart: descobriment de noves molècules orgàniques pel Curiosity

Durant una recollida de mostres del rover Curiosity a Mart el 2017, un mal funcionament de la maniobra hauria permès descobrir noves molècules orgàniques encara no vistes a la superfície del planeta vermell.

Clic per engrandir. Selfie del rover Curiosity, sobre Mart des del 2012. Crèdit: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Durant gairebé deu anys de presència a Mart, el rover Curiosity encara no ha acabat de sorprendre. Un estudi publicat a Nature Astronomy l'1 de novembre informa dels resultats de les anàlisis de mostres preses pel Rover en 2017. Durant l'operació d'extracció, roques marcianes han estat emmagatzemats en un recipient que conté un líquid, per dur a terme experiments anomenat experiment humit  (literalment: experiment mullat). La reacció química induïda hauria permès observar la presència de les molècules orgàniques contingudes a les mostres. 

Dos nous tipus de molècules orgàniques

A l'arribar al crater Gale l'agost de 2012, Curiosity es va embarcar immediatament a la recerca de rastres de vida passada, nou anys abans de que arribessin el Perseverance i Zhurong. Mitjançant estudis químics, físics i geològics, la tasca del rover era detectar aquestes biosignatures. L'any 2018, les roques sedimentàries  recollides del cràter es van emmagatzemar a l'instrument SAM, sigles de Sample Analysis at Mars (Anàlisis de mostres a Mart) per analitzar-ne la composició. Per tant, algunes roques contenien diverses molècules com el  carboni, sulfur, benzè o fins i tot tiofè. Aquest descobriment va despertar llavors l'interès de la comunitat científica, apuntant a possibles biosignatures.

Clic per engrandir. L'instrument SAM, inserit a la "panxa" del Curiosity, permet fer diversos
experiments amb les mostres preses. Crèdit: Nasa, JPL-Caltech

El 2017, Curiosity va patir un mal funcionament durant una operació de mostreig de  sorra a les dunes de Bagnold. Així doncs, els enginyers van col·locar conscientment les mostres en tubs que contenien un agent líquid anomenat N-metil-N- (trimetilsilil) trifluoroacetamida*, aquest últim permetent així realitzar anàlisis químiques quan es barreja amb altres components químics. Cap biosignatura per als investigadors de la NASA, però el descobriment de l'amoníac i l'àcid benzoic. Aquest últim, derivat del benzè, està present a la Terra en determinades plantes com els nabius o els cacaus. L'amoníac sol ser vist com un gas, que emanen de l'escorça terrestre i d'altres fonts com la fermentació bacteriana o determinats hidrocarburs com el petroli i el carbó. 

Clic per engrandir. Representació de les dunes de Bagnold explorades per Curiosity. Crèdit: NASA, JPL-Caltech 

Si aquestes molècules no són la marca segura de rastres de vida a Mart fa 3.000 milions d'anys, en el moment en què hi havia aigua al Planeta Roig, podrien, d'altra banda, informar els científics sobre l'evolució geològica de Mart. 

Un trio de robots a la recerca de vida a Mart

El Curiosity hauria de continuar recorrent els erms de Mart a la recerca de biosignatures. Els investigadors van donar fe de l'eficàcia d'aquest mètode, sense indicar clarament si es repetirà o es millorarà, l'estudi explica que "la derivatització realitzada ha demostrat ser una potent eina que amplia el nostre camp d'investigació a partir de molècules orgàniques o biològiques". 

Clic per engrandir. Recreació del rover xinés Zhurong, a la regió d'Utopia Planitia. Crèdit: CNSA

Paral·lelament al treball realitzat per Curiosity, Perseverance i Zhurong, que van arribar al febrer i maig del 2021, també estan ocupats buscant rastres de vida passada a Mart. Les roques perforades per Perseverance mostren que l'aigua era efectivament present a Mart fa 3.000 milions d'anys gràcies al descobriment de sals minerals al cràter Jezero. Pel que fa a Zhurong, l'Agència Espacial Nacional Xinesa (CNSA) no ha anunciat un gran avanç en la recerca de biosignatures, però gràcies a l'extensió oficial de la seva missió, el rover continua explorant les planes d'Utopia Planitia abans que s'esgoti la seva autonomia.

* trifluoroacetamida: és un reactiu per a la trimetilsilització d'alcohols, alcaloides i amines biogèniques, àcids carboxílics, fenols i esteroides.

 

Ho he vist aquí.

Important descobriment d'abundància de molècules orgàniques complexes en sistemes planetaris joves

La vida existeix en un altre lloc més que a la Terra? Aquesta és la pregunta. Però si ara els astrònoms saben que hi ha planetes a tot arreu de l’Univers, encara no saben si presenten les condicions necessàries per a l’aparició de la vida. El treball realitzat amb el telescopi ALMA està donant algunes respostes. Treuen a la llum grans quantitats de molècules orgàniques en llocs on es formen planetes.

Clic per engrandir. Els investigadors han decidit escanejar discs protoplanetaris a la recerca
de molècules orgàniques. El seu objectiu: comprendre si la vida podria haver sorgit en qualsevol
altre lloc de l'Univers. Crèdit: Mopic, Adobe Stock.

Què passaria si les condicions químiques que van conduir a l’aparició de la vida a la Terra finalment no fossin rares? Aquesta és la pregunta que plantegen treballs publicats recentment en el marc del projecte Maps (Molècules amb ALMA a les escales de formació de planetes). Al llarg de 20 articles científics publicats a la  revista "The Astrophysical Journal Supplement Series", els investigadors detallen com acaben de descobrir, al cor dels discs protoplanetaris que envolten estrelles joves "importants dipòsits" de molècules orgàniques.

Aquestes molècules diuen els astrònoms, no són simples molècules basades en el carboni com el monòxid de carboni (CO), que es troba en abundància en l'espai. Són més elaborades. Les teories els converteixen en els  "ingredients crus" per construir les molècules que són la base de la química biològica a la Terra. Els experiments de laboratori ho han confirmat. Quan les condicions són adequades, permeten la formació de  sucres, aminoàcids i fins i tot els components de l'àcid ribonucleic, el famós ARN. Els maons essencials per a la vida.

Molts entorns en què els investigadors ja han estat capaços de trobar aquest tipus de molècula orgànica complexa es poden qualificar de poc interessants. "Aquesta vegada, volíem saber si aquestes molècules estan presents als llocs on neixen els planetes, als discs protoplanetaris", explica John Ilee, astrònom de la Universitat de Leeds (Regne Unit), en un comunicat de premsa.

Clic per engrandir. En aquesta imatge, la fila superior mostra l’emissió de grans
de pols (de mida mil·limètrica) en quatre discs protoplanetaris estudiats pels investigadors.
La fila inferior mostra una imatge composta en tres colors de l’emissió de les grans molècules
orgàniques HC₃N (vermell), CH₃CN (verd) i cC₃H₂ (blau) a cada disc. Els cercles de punts,
amb un radi de 50 unitats astronòmiques, indiquen l’escala de la regió de formació de cometes
al nostre sistema solar. Crèdit: John Ilee, Universitat de Leeds.

Més molècules orgàniques de les esperades

Aquestes observacions es van fer utilitzant el telescopi ALMA, sigles d'Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (Gran Conjunt Mil·limètric/Submil·limètric d'Atacama) a Xile, capaç de detectar senyals molt febles de molècules situades a regions fredes de l’Univers. Senyals com les empremtes digitals que informen els investigadors sobre la identitat de les molècules que les van emetre.  

Però els investigadors van trobar principalment tres molècules més complexes: cianoacetilè (HC₃N), acetonitril (CH₃CN) i ciclopropenilidè (cC₃H₂). "La nostra anàlisi demostra que aquestes molècules també es localitzen principalment en aquestes regions internes d'aquests discs, a escales de mida similars al nostre sistema solar, amb abundàncies entre 10 i 100 vegades superiors a les previstes pels models", especifica John Ilee. I és precisament en aquestes regions on es formen els asteroides i els cometes. Aquests objectes que es creu que van sembrar la nostra Terra. Els astrònoms imaginen així que un procés similar al que va iniciar l'aparició de la vida al nostre planeta també es podria produir en aquests discs protoplanetaris.

Clic per engrandir. Sobre aquesta imatge composta construïda a partir de dades d’ALMA
de la jove estrella HD 163296, descobrim l’emissió de cianur d’hidrogen (HCN), situada
sobre una imatge artística d’un camp estel·lar. Crèdit: ALMA (ESO, NAOJ, NRAO), D. Berry
(NRAO), K. Öberg  et al (Maps)

Comprendre com s’uneixen els ingredients de la vida

“Si hi ha tanta abundància d’aquestes molècules als discs protoplanetaris, es poden observar molècules encara més complexes. Continuarem la nostra recerca en aquesta direcció amb ALMA. Si obtenim resultats, estarem encara més a prop d’entendre com es poden reunir els ingredients de la vida al voltant d’altres estrelles”, assenyala John Ilee.

El que també van observar els investigadors és una distribució no uniforme d’aquestes molècules entre i fins i tot dins dels discs protoplanetaris. Això suggereix que els planetes que es formen en discs diferents o en llocs diferents del mateix disc, també poden evolucionar en entorns químics radicalment diferents. Per tant, es poden formar alguns planetes amb tot el necessari per fer emergir la vida, mentre que els seus veïns no. No hi ha dubte que ALMA permetrà aclarir una mica més aquestes qüestions fonamentals en el futur.

Ho he vist aquí.

La vida a Mart: El Curiosity ha descobert prometedores molècules orgàniques

A Mart, les anàlisis del Curiosity van establir amb fermesa la presència de molècules orgàniques a les roques sedimentàries. Aquestes molècules orgàniques podrien ser biosignatures de formes de vida, però els seus orígens també podrien ser abiòtics. Els exobiòlegs pensen que la primera interpretació és lleugerament més probable amb els tiofens, cosa que és encoratjadora.

Clic per engrandir. Un autoretrat produït per processament d’imatges per ordinador del
rover Curisity a Mart a partir de les seves pròpies fotos. Crèdit: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Fa dos anys, la NASA i una publicació a la revista Science informaven que el rover Curiosity, que viatja des de l'agost de 2012 per les capes sedimentàries dins d'un cràter marcià anomenat Gale, havia detectat molècules orgàniques en mostres de roca realitzades amb un trepant en lodolita calcària, una fina roca sedimentaria argilosa semblant al fang.

Desenvolupat per la NASA amb la participació dels laboratoris francesos Latmos i Lisa; SAM (Sample Analysis at Mars: Anàlisi de mostres de Mart) és un conjunt d’instruments de mesura capaços de determinar la composició química (molecular, elemental i isotòpica) del sòl marcià, que efectivament havia identificat compostos tiofènics, aromàtics i alifàtics. A la Terra, aquests compostos es poden associar a l'activitat de la forma de vida i, com sabem, que les roques analitzades es van dipositar fa aproximadament 3.500 milions d'anys al llac que ocupava el cràter de Gale. suposadament contenia aigua comparable als oceans de la Terra en un mateix moment: la notícia era apassionant.

Una presentació del descobriment a Mart de molècules orgàniques pel Curiosity. Podeu
accedir a la subtitulació en el vostre idioma preferit a la configuració del video. © NASA Goddard

Biòtica o abiòtica, aquesta es la qüestió

Malauradament, aquestes molècules orgàniques també podrien haver estat el resultat de processos químics abiòtics, de manera que es podrien haver sintetitzat sense l’ajuda de formes de vida. Dos exobiòlegs, Dirk Schulze Makuch, de la Universitat Estatal de Washington i Jacob Heinz, de la Technische Universität, a Berlín, acaben de publicar un article a la revista Astrobiology, que, sense decidir entre les dues interpretacions, tanmateix inclina lleugerament el pèndol cap a síntesis biològiques respecte a les tiofenes ressaltades amb SAM. 

Com el seu nom indica, per a un químic, els tiofens són compostos organosulfurats que es troben a la Terra en el carbó i el petroli cru, els estromatòlits i els microfòssils. Però a Mart, podrien haver estat portats per meteorits o com a resultat de la reducció termoquímica abiòtica dels sulfats, provocada per altes temperatures fa milers de milions d’anys per l’activitat volcànica marciana.

Tot i això, Dirk Schulze Makuch explica en un comunicat de la Universitat Estatal de Washington: "Hem identificat diverses vies biològiques per a tiofens que semblen més probables que les vies químiques, però encara necessitem proves" i l'investigador cita a un dels seus famosos i difunts col·legues: "Com deia Carl Sagan; les afirmacions extraordinàries requereixen proves extraordinàries".

Dirk Schulze Makuch i Jacob Heinz donen, per tant, a l’article d’Astrobiology un breu resum de les vies imaginables per a la generació i degradació dels tiofens, així com el seu potencial per representar biomarcadors marcians de l’activitat passada dels bacteris; proporcionen indicis per a futures investigacions a Mart i en laboratoris terrestres per respondre a la pregunta de si els tiofens marcians són d'origen biològic o no.

Per exemple, per als éssers vius, és menys costós en energia utilitzar isòtops lleugers de carboni, de manera que la resta de molècules orgàniques directament lligades a l'activitat de formes de vida conegudes a la Terra hi ha una enriquiment significatiu del carboni 12, en comparació amb el carboni 13 més pesat. Schulze Makuch i Heinz recomanen, doncs, utilitzar les dades recollides pel pròxim rover per examinar els isòtops de carboni i sofre. No h'sauria de trigar a saber-ne més si els rovers Rosalind Franklin de la ESA i Perseverance de la NASA arriben a bon port a Mart.

Ho he vist aquí.

Exobiologia: la base de l'ADN pot néixer en les nebuloses

Clic per engrandir

Un equip francès d’astroquímics ha demostrat que almenys una de les bases de l’ADN es pot formar a les superfícies gelades de pols a la nebulosa protosolar on va néixer el Sistema Solar fa uns 4'56 mil milions d’anys. Aquest maó de la vida podria trobar-se posteriorment a la Terra primitiva. 

El premi Nobel de Física del 2019 va premiar als pioners del descobriment d’exoplanetes. El 7 de febrer de 2020, la noosfera del geoquímic Vladimir Vernadsky i el geòleg i paleontòleg Pierre Teilhard de Chardin, l’esperit col·lectiu de la Humanitat en certa manera, en van identificar 4.177. Però s’estan verificant altres candidats a aquest títol i esperem una nova collita de resultats amb el satèl·lit TESS, el successor de Kepler. Ara sembla clar que la formació planetària és un procés tan universal com la formació d’ estrelles, almenys a la Via Làctia. Però, què passa amb la vida tal com la coneixem a la Terra? 

Els cosmoquímics i astroquímics tampoc han estat inactius per la seva part en les últimes dècades. Moltes molècules orgàniques procedents d'una química prebiòtica que pot donar vida a la vida han estat detectades als polsosos núvols moleculars on han nascut vivers d'estels arreu de la nostra Galàxia, però també en meteorits (aminoàcids, sucres, bases de nitrogen) i els cometes del Sistema Solar d’un d’aquests núvols. Recentment, a més, les dades del radiotelescopi ALMA amb les de la composició del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko han permès elaborar una mena d’arbre familiar còsmic dels àtoms de fòsfor que componen l’ADN i les membranes de les nostres cèl·lules.

Hi ha, per tant, tots els motius per creure que l’intens bombardeig meteorític i cometari ocorregut a la Terra durant l’Hadeà, el primer eó de la història, fa més de 4.000 milions d’anys, van aportar al nostre planeta grans quantitats de materials que van fer possible l’aparició de la vida. Aquest procés també podria haver estat universal amb exoplanetes potencialment habitables.

Podeu configurar l'idioma dels subtítols a la configuració del vídeo. "La
geoquímica i la cosmoquímica és l'estudi d'elements químics per
comprendre la història de la Terra i els planetes". Entrevistes amb Manuel
Moreira, professor de la Universitat Paris Diderot i membres de l’equip. © canal IPGP

Gelats interestel·lars fèrtils en reaccions químiques prebiòtiques

Es realitzen nombrosos treballs i experiments per entendre com van néixer les molècules prebiòtiques, en particular a les cobertes de gel de la pols del núvol interestel·lar que contenia la nebulosa protosolar. Avui, un comunicat del CNRS ens diu que químics i astrofísics del laboratori de Física per a interaccions iòniques i moleculars (PIIM, CNRS/Universitat Aix-Marsella) i de l’Institut Poitiers de Química de Mitjans i Materials (IC2MP, CNRS/Universitat de Poitiers) han demostrat que una de les cinc bases de nucleics que serveixen de maons per a l'ADN, en aquest cas la citosina, podria sintetitzar-se en les closques de gel de la pols que ocupa les regions fredes de la nebulosa protosolar, de la que va sorgir el disc protoplanetari del sistema solar primitiu. L’article que exposa el seu treball acaba de ser publicat a The Astrophysical Journal Letters.

Els astroquímics han reproduït en un reactor químic les condicions que prevalen en aquesta nebulosa atravesada per les partícules dels raigs còsmics i els fotons ultraviolats de les estrelles joves. Aquestes radiacions són responsables d’una química activa en descompondre en radicals lliures les molècules inicialment contingudes en el gel d’aigua, metanol i amoníac que es van formar a baixa temperatura (77 ºK) i baixa pressió (10^-7 mbar) al voltant dels anàlegs de la pols interestel·lar presents al reactor químic.

Els investigadors creuen que no només és possible obtenir citosina sinó també les quatre bases de nucleics que formen els nucleòtids que componen ADN i ARN, és a dir, adenina, guanina, timina i uracil.
 

De fet, les tècniques d’espectrometria de masses, utilitzades per identificar molècules produïdes per reordenaments molt actius entre els radicals lliures produïts per radiació en closques de gel, han permès identificar isòmers d’aquestes quatre bases de nucleics. Fins i tot es podrien haver format en els experiments realitzats, però la precisió de les mesures encara no és suficient per afirmar que aquest va ser el cas.

Ho he vist aquí.

Exobiologia: el complex interior d’Encèlad ofereix un entorn propici per a la vida

Sota el gel d’Encèlad, una lluna de Saturn, podrien jugar-se processos geoquímics més complexos dels que els investigadors havien imaginat anteriorment. Processos susceptibles d’oferir a la vida un entorn propici per al seu desenvolupament.

Clic per engrandir.

Encèlad és una petita lluna de Saturn. És geològicament activa. Sota la seva escorça gelada s’amaga un oceà d’aigua líquida traït per guèisers de vapor, gel i diversos gasos que pugen a centenars de quilòmetres per sobre de la seva superfície. I són precisament aquests guèisers els que han estudiat investigadors del Southwest Research Institute (SWRI - Estats Units) per trobar pistes que revelin les condicions que prevalen sota el gel d’Encèlad. La seva conclusió: l’oceà que banya aquesta lluna de Saturn és més complex del que s’esperava.

"Detallant la composició dels guèisers d'Encèlad, podem aprendre més sobre la naturalesa del seu oceà, com s'hi va arribar i si proporciona entorns on es pot desenvolupar la vida tal com coneixem", diu l'investigador Christopher Glein, en un comunicat de premsa del Southwest Research Institute (SwRI) a on el seu equip acaba de desenvolupar una nova tècnica analítica i nous models geoquímics que els van permetre estimar la concentració de CO₂ dissolt a l’oceà a partir de la del plomall.

Aquesta darrera sembla que s’explica per reaccions geoquímiques entre el cor rocós de la lluna i l’aigua líquida del seu oceà ocult. Més concretament, per la dissolució i formació de determinades barreges de minerals que contenen silici i carboni al fons d’aquest oceà. "Sembla que Encèlad és l'escenari d'un esdeveniment massiu de segrest de CO₂ al seu nucli, un esdeveniment similar al que els investigadors voldrien reproduir a la Terra per contrarestar l'escalfament global", comenta Christopher Glein.

Els investigadors del Southwest Research Institute (SWRI) als Estats Units, van confiar 

notablement en les dades proporcionades per la sonda Cassini i el seu espectròmetre
de masses quan va passar a prop d’Encèlad l’octubre de 2015. Detallant la composició
química dels guèisers que fugien de l'escorça gelada de la lluna de Saturn, van
arribar a la conclusió que el seu oceà és probablement més complex del que
s'esperava. © NASA, JPL-Caltech.

De les fonts hidrotermals a la vida

Un altre fenomen que contribueix a la complexitat del cor d’Encèlad és la probable presència de fonts hidrotermals. La sonda Cassini n'havia revelat per primera vegada la presència al cor dels guèisers, de petites partícules de sílice, a més de gas hidrogen. Dues substàncies químiques que es consideren marcadors dels processos hidrotermals. Processos que al fons de l’oceà generen fluids calents, rics en energia i carregats de minerals que permeten prosperar ecosistemes únics. I potencialment capaç de suportar la vida. "No hem trobat cap evidència d'això, però hi ha indicis interessants que poden existir condicions favorables a la vida sota l'escorça gelada d'aquesta lluna", apunta Hunter Waite, investigador del SwRI.

Els investigadors pensen ara que el nucli d'Encèlad està compost per una capa superior de carbonat i d'un interior serpentejant. Els carbonats es troben generalment en forma de roques sedimentàries com la calcària a la Terra, mentre que els minerals serpentejats es formen a partir de roques ígnies del fons marí, riques en magnesi i ferro.

Es proposa que l’oxidació hidrotermal del ferro, reduïda profundament en el nucli, formi hidrogen, mentre que l’activitat hidrotermal a les roques carbonatades que contenen quars produeix fluids rics en sílice. Aquestes roques també poden influir en la química del CO₂ a l'oceà mitjançant reaccions de baixa temperatura que involucren silicats i carbonats.

Ho he vist aquí.

La NASA descobreix sucres essencials per a la vida en meteorits

Clic per engrandir.

La ribosa és un sucre que permet la fabricació d’ARN i ADN. Mai no s'havia descobert en meteorits i ara s'ha fet. Això reforça la idea que els maons de la vida originàriament provenien de l’espai, permetent així la seva aparició a la Terra.

La invenció de l’espectròmetre de masses de Francis Aston el 1919 (que ordena i identifica els ions segons la seva massa i càrrega elèctrica), que es basava en èxits anteriors de Wilhelm Wien i JJ Thomson, va permetre als geòlegs i geofísics a submergir-se a les entranyes de les roques per deduir les seves composicions i la seva edat. Els químics van seguir el seu cas i van començar a detectar molècules orgàniques de manera que a partir de 1958, l'espectrometria de masses va començar a identificar aminoàcids i fins i tot pèptids.

A la cruïlla d’aquestes disciplines, trobem la cosmoquímica que estudia en particular els meteorits i les seves relacions amb els cometes, els asteroides i el medi interestel·lar. La cosmoquímica és una de les disciplines utilitzades pels exobiòlegs per comprendre l’origen de la vida a la Terra i per intentar avaluar les probabilitats de la seva aparició en un altre lloc del cosmos observable. Un equip internacional d’investigadors acaba de publicar un article a Proceedings of the National Academy of Sciences, sobre aquesta fita ja que anuncien la primera detecció en meteorits d’un sucre i sobretot no només qualsevol sucre ja que és ribosa, un dels ingredients bàsics per a la constitució de l’àcid ribonucleic (ARN) i fins i tot de l’ADN, les molècules fonamentals dels éssers vius

Es tracta d’un model de l’estructura molecular de ribosa amb un fragment del meteorit
Murchison. La ribosa i altres sucres s’han trobat en aquest meteorit. © Yoshihiro Furukawa

Condrites riques en molècules orgàniques prebiòtiques

El descobriment es va fer analitzant mostres de pols mitjançant una tècnica d’espectrometria de masses per cromatografia de gasos. Dos meteorits van ser objecte d’aquestes anàlisis, NWA 801 (CR) i Murchison (CM). També s’han identificat per primera vegada altres dos sucres biològicament importants en meteorits: L’arabinosa o sucre de pectina (les pectines estan presents en grans quantitats a les parets de la planta de moltes fruites i verdures) i la xilosa (sucre de fusta o sucre de bedoll).

El meteorit Murchison ha estat l'objecte d'atenció dels exobiòlegs durant molt de temps. Caigut a prop de la petita ciutat de Murchison, a Austràlia, el 1969, aquesta condrita carbònica va lliurar als cosmoquímics al llarg dels anys més de 70 aminoàcids. Van descobrir en forma de rastres; alanina, glicina, valina, leucina, isoleucina, prolina, àcid aspàrtic i àcid glutàmic, tots ells presents a les proteïnes de la vida, tal com ara ho coneixem de la Terra.

També s’hi van trobar purines i pirimidines. Aquestes molècules són les bases de l’ADN i l’ ARN que formen el material genètic de tots els éssers vius del nostre planeta.

Una mostra del meteorit NWA 801 de tipus CR. Els meteorits del grup CR porten el
nom del seu exemplar tipus, que va caure a Itàlia el 1824 a Renazzo. Només hi
ha 15 conditres de CR conegudes. La diferència principal amb les condrites CM és
que contenen fins a un 10% de metall reduït en forma de níquel-ferrol i
sulfur de ferro. © Jon Taylor, CC by-sa 2.0

Al comunicat de la NASA es refereix Yoshihiro Furukawa de la Universitat Tohoku del Japó, l'autor principal de l'estudi publicat a PNAS quan explica que: "Altres elements la vida ja s’ha descobert en meteorits, inclosos aminoàcids (components proteics) i bases nucléiques (components de l’ADN i l’ARN), però els sucres han estat un element que falta entre els elements principals constitutius de la vida. Aquesta investigació proporciona les primeres proves directes de l’existència de ribosa a l’espai i el lliurament d’aquest sucre a la Terra. Aquest sucre extraterrestre podria haver contribuït a la formació d’ARN a la Terra prebiòtica, el que possiblement podria ser l'origen de la vida".

"És notable que es pugui detectar una molècula tan fràgil com la ribosa en un material tan antic", va dir Jason Dworkin, també en el mateix comunicat, al Centre de vol espacial Goddard de la NASA a Greenbelt. Maryland i coautor de l'estudi realitzat. Per a aquest investigador, "Aquests resultats ajudaran a guiar les nostres anàlisis de mostres dels asteroides originals Ryugu i Bennu, que seran reportats a la Terra per la sonda Hayabusa-2 de l'Agència Aeroespacial de Japó i la sonda Osirix-REx de la Nasa".

La geoquímica i la cosmoquímica és l'estudi d'elements químics per comprendre la història
de la Terra i els planetes. Entrevistes amb Manuel Moreira, professor de la
Universitat París Diderot i altres membres de l’equip. © Canal IPGP.
Pots triar l'idioma del subtítols a configuració del vídeo.

Un món d’ARN?

Darrere d’aquests reflexos sempre hi ha la mateixa idea, que els maons de la vida podrien haver estat portats a la Terra fa 4.500 milions d’anys per meteorits i cometes on hi havia una química prebiòtica activa, escampant les molècules orgàniques detectades als núvols del medi interestel·lar a on neixen les estrelles, i haurien preparat el que va iniciar la vida.

Curiosament, no ha estat possible descobrir 2-desoxiribosa en meteorits, el sucre implicat en la formació d’ADN. Això dona crèdit a la hipòtesi de l'ARN World (RNA World), que la molècula d'ARN va aparèixer per primera vegada a la Terra, presidint les etapes més primerenques de la vida.

Els cosmoquímics ara volen determinar si els sucres presents en meteorits tenen una quiralitat particular. Hi ha a aquest respecte el famós enigma de la quiralitat per a les molècules dels éssers vius de la Terra. S'han considerat diversos escenaris per explicar-ho i l'estudi dels meteorits podria proporcionar les claus per decidir entre ells.

Els cometes poden fabricar un sucre d'ADN

A falta de poder examinar centenars de cometes reals, els científics els fabriquen al laboratori per estudiar què tenen a l'interior. Un equip, que ja havia descobert "maons moleculars" en un cometa artificial, ha detectat ribosa, un component clau de l'ARN i l'ADN. Un argument addicional per a la teoria dels cometes com a font de molècules orgàniques que han fet possible la vida a la Terra.

Com va aparèixer la vida a la Terra? Molts científics realitzen la investigació per intentar reconstruir el que pot haver passat fa uns 4.000 milions d’anys, just abans que les primeres formes de vida colonitzessin aquest món. Entre els escenaris considerats, destaca l’atenció dels investigadors el de la panspèrmia, almenys a nivell molecular.

La idea és que els ingredients bàsics de la química de la vida, és a dir, les molècules orgàniques, com els aminoàcids, els sucres i altres hidrocarburs, provenen de matèria extraterrestre, portades per cometes, asteroides. o fins i tot pols (els micrometeorits arribats a la Terra representen 10.000 tones anuals). Aquests cossos eren una legió per impulsar els joves planetes en aquests temps convulsos del jove sistema solar. Un bombardeig tardà massiu era sospitós, a més, d’haver portat una part de l’aigua dels nostres oceans i de la que bevem avui (encara es parla de l’origen de l’aigua).

S'ha identificat una àmplia gamma de matèria orgànica dins de la nebulosa d'Orió - una famosa
regió formadora d'estrelles a uns 1.400 anys llum de la Terra- explorada pels telescopis
espacials Herschel i Spitzer: formaldehid, metanol, dimetil èter, cianur d’hidrogen, òxid de sofre,
diòxid de sofre, aigua. Aquestes molècules poden ser la font d’una química que condueix a
compostos més complexos, com ara alcohols, sucres o aminoàcids. © ESA, Hexos, Consorci HIFI

Els cometes transporten els ingredients del sistema solar precoç

Per aquests i altres motius, els investigadors tenen moltes ganes de visitar nuclis cometaris. Cúmuls de gel i pols, aquests cossos foscos que es creuen, en la seva major part (són desenes de milers de milions), a les regions més remotes del Sistema Solar, es consideren fòssils reals. De fet, d’alguna manera han mostrat i han conservat el material de la nebulosa primitiva al centre de la qual ha desenvolupat el Sol i els seus planetes. Què millor que poder anar al seu encontre per ensumar molècules orgàniques?. Sis missions ja han provat l’aventura, no sense dificultats. Una d'elles, Rosetta, va tenir un molt bon èxit malgrat els problemes del seu aterrador Philae. Certament, no podia fer tot el que volia (com foradar el terreny i treballar-hi durant setmanes), però va capturar, en gairebé tres dies, informació valuosa sobre el terreny.

Mentre esperem a altres Rosetta (el nom del qual fa referència a la famosa pedra Rosetta), cares missions que poden ser molt llargues, diversos laboratoris estan assajant a la cuina cosmoquímica: fer que els mini-cometes siguin comparables als que coneixem, i estudiar què pot passar, segons les condicions a què estiguin sotmesos.

La ribosa, un sucre amb cinc àtoms de carboni, es forma en el mantell de gel dels grans de pols,
a partir de molècules simples precursores (aigua, metanol i amoníac) i sota l'efecte d'una
radiació intensa. © Cornelia Meinert (CNRS), Andy Christie (Slimfilms.com)

Tots els ingredients prebiòtics estan junts

En un article acabat de publicar a la revista Science, un equip internacional explica com la ribosa, el sucre a la base de l'ARN (aquesta és la "R" d'aquest acrònim, per tant el "Ribo" de l'àcid ribonucleic) i ADN (àcid desoxiribonucleic), aparegut en un exemple artificial creat en condicions realistes. Aquesta molècula no s'ha detectat mai en un cometa o asteroide real, però l'experiència demostra que és possible.

Per fer un micro-cometa artificial, els investigadors de l’Institut d’Astrofísica Espacial van reunir en una cambra de buit a -200ºC els següents ingredients: aigua (H₂O), metanol (CH₃OH) i amoníac (NH₃), per simular la formació de grans de pols recoberts de gel. Aleshores, aquesta matèria primera es va irradiar amb ultraviolats (UV), de la mateixa manera que es pot observar, en altres llocs, a les nebuloses on es formen aquests grans. I finalment, el viatge al voltant del Sol s’ha reproduït canviant la temperatura de l’entorn.

"La seva composició es va analitzar aleshores a l'Institut de Química de Nice gràcies a l'optimització d'una tècnica molt sensible i molt precisa (cromatografia multidimensional en fase gasosa, unida a espectrometria de masses en temps de vol)", explica el CNRS en el seu comunicat de premsa. Resultat: "S'han detectat diversos sucres, entre els quals hi ha ribosa. La seva diversitat i abundàncies relatives suggereixen que estaven formades a partir del formaldehid". Tot i això, el formaldehid (CH₂O), creat a partir de metanol i aigua, i també diverses macromolècules s’observen a les nebuloses on es creen noves estrelles, com les d’ Orió.

"Aquest descobriment completa la llista de "maons moleculars" de la vida que es poden formar en gel interestel·lar. Aporta un argument addicional a la teoria dels cometes com a font de molècules orgàniques que han fet possible la vida a la Terra ... i potser en altres llocs de l' Univers", conclou el CNRS.

Ho he vist aquí.