La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

Posts Tagged ‘Astrobiología’

Luna Oscura, Brillantes Géiseres

Posted by Carlos en enero 2, 2011

Poco antes de Navidad la Cassini nos obsequió con esta gran imagen a contraluz de Encélado. En ella se aprecian claramente el spray resultante de los géiseres que jalonan las conocidas “rayas de tigre” del satélite. La imagen se tomó a una distancia de 158 000 km de Encélado, cuyo diámetro es de 504 km (apenas un 15% del de la Luna).

Dark Moon, Bright Spray

NASA/JPL/SSI

Encélado sigue siendo uno de los más interesantes candidatos a albergar vida en el Sistema Solar. El origen de los géiseres podría estar en océanos de agua líquida subterránea resultado del calor generado por las fuerzas de marea a las que Saturno somete a su luna. Dicha agua circularía en un lento proceso hasta la superficie a través de grietas en el hielo, parte en forma de granos de hielo y parte en forma de vapor, dando lugar a los mencionados géiseres. La presencia de agua líquida sería uno de los factores que contribuirían a conformar un ambiente favorable para la vida en Encélado. En el siguiente vídeo, Carolyn Porco da unas pinceladas sobre estas circunstancias.

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El Mars Science Laboratory, y la política del aterrizaje en Marte

Posted by Carlos en diciembre 6, 2008

El Mars Science Laboratory es uno de los grandes proyectos a corto plazo de la NASA, y uno de los más interesantes desde el punto de vista astrobiológico (o más precisamente paleoastrobiológico, ya que el interés principal es obtener más información sobre posibles evidencias de vida en el pasado de Marte, sin descartar por supuesto el premio gordo de la lotería que sería descubrir evidencias actuales). Se trata de una misión en superficie que será desarrollada por un vehículo todoterreno, similar a los otros rovers que han recorrido o están recorriendo en la actualidad Marte, aunque de mayor tamaño, mejor capacidad de desplazamiento, y superior autonomía energética (estará dotado de una batería de plutonio).

NASA/JPL-Caltech

NASA/JPL-Caltech

Esta capacidad mejorada de locomoción es necesaria para poder dar cobijo dentro del rover a una enorme batería de instrumentos de análisis -desde espectrómetros a estaciones meteorológicas, pasando por cromatógrafos, detectores de radiación, y cámaras de alta resolución entre otros muchos instrumentos- que convierten al MSLR en un auténtico laboratorio químico sobre ruedas.

Esta mejora tecnológica a todos los niveles está causando paradójicamente una cierta disputa política en relación a la elección del lugar de aterrizaje del vehículo. Para ver por qué, hay que tener en cuenta el desafío que supone hacer llegar a Marte y depositar de manera satisfactoria sobre la superficie un vehículo tan pesado y a la vez delicado. De hecho, esta misión se plantea en parte como una prueba de concepto de la viabilidad tecnológica de este enfoque de exploración, que es el que la NASA piensa desarrollar durante la próxima década. La elección de un lugar de aterrizaje que ofrezca mayores garantías de éxito, sin rocas peligrosas para reducir el riesgo del aterrizaje, y con un terreno no demasiado accidentado, que permita que el rover pueda desplazarse sin gran peligro es la prioridad para los ingenieros de la misión. Por otra parte, los científicos buscan maximizar el valor de los hallazgos de la misión, por lo que favorecen lugares de aterrizaje que se creen más idóneos para albergar o haber albergado vida en el pasado. La clave está en que no es fácil compatibilizar la seguridad de la misión y el valor científico de la misma.

Sitios preseleccionados para el aterrizaje del MSL (en blanco). El lugar de aterrizaje de anteriores misiones se muestra en amarillo.

Sitios preseleccionados para el aterrizaje del MSL (en blanco). El lugar de aterrizaje de anteriores misiones se muestra en amarillo.

En el mapa superior se indican los lugares que se han preseleccionado para el aterrizaje. Hay que hacer notar que gracias a la mayor autonomía del vehículo, que no depende de la energía solar para su alimentación energética, se han podido considerar lugares que en anteriores ocasiones eran totalmente infactibles. Dichas zonas preseleccionadas son las siguientes:

  • El Cráter Eberswalde, donde se halla un antiquísimo delta fluvial -la mejor evidencia de que hubo un momento en el que el agua fluyó por la superficie de Marte- y donde las sondas orbitales han detectados sedimentos arcillosos.
  • El Cráter Gale, en cuyo interior hay una enorme montaña de sedimentos estratificados, entre los que se encuentran estratos arcillosos, y estratos con minerales sulfurosos y con contenido de oxígeno. Tanto en esta montaña como en las paredes del cráter hay canales originados posiblemente por agua líquida.
  • El Cráter Holden, situado en una cadena de cráteres que parece ser una secuencia de antiguos lagos alpinos conectados por una corriente. Hay evidencia también de lo que pudo ser una gigantesca inundación en esta zona. Además de los diferentes sedimentos, este cráter permitiría estudiar algunas de las rocas más antiguas de Marte. Es finalmente uno de los lugares más seguros para el rover.
  • El Valle Mawrth, situado entre las tierras altas del hemisferio Sur, y las tierras bajas del hemisferio Norte. Es una zona muy rica en minerales arcillosos y filosilicatos, que se forman en presencia de agua, lo que resulta interesante desde el punto de vista de un posible hábitat favorable a la vida en el pasado. Es también un stio muy seguro para el aterrizaje.

La decisión final se tomará allá por la primavera del año próximo (el despegue está planificado para otoño del 2011). ¿Cuál será el sitio elegido? Hagan juego, señores.

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Los “osos de agua” sobreviven a la exposición al ambiente espacial

Posted by Carlos en septiembre 9, 2008

La posibilidad de que haya formas de vida (o proto-vida) capaz de sobrevivir a un viaje espacial es un tema al que se le viene dando vueltas desde hace siglos. La hipótesis de la panspermia se basa precisamente en la idea de que la vida sobre la Tierra surgió a partir de la llegada de esporas o microorganismos de algún tipo en cometas o meteoritos. Para que un viaje de estas características fuera posible es preciso que se den tres circunstancias: (1) que los organismos en cuestión sobrevivan al lanzamiento al espacio, (2) que sobrevivan al viaje, y (3) que sobrevivan a la reentrada en el planeta destino. Los puntos (1) y (3) son bastante dependientes de las condiciones particulares en las que se produce el lanzamiento/llegada, y no es descabellado suponer que existe la posibilidad de que bien sea a través de impactos meteoríticos, o simplemente a través de un programa espacial (la contaminación de las sondas es algo que se toma muy en serio por las agencias aerospaciales; considérese por ejemplo el caso de la sonda Galileo, que fue lanzada contra Júpiter para evitar la contaminación accidental de Europa), se pueda producir la transferencia de formas de vida. Por supuesto, siempre y cuando se salve el punto (2), la supervivencia en el espacio exterior durante el viaje.

La supervivencia en el vacío espacial es extremadamente difícil para las formas de vida terrestre, como es fácil imaginar. Los organismos que se vieran expuestos a este ambiente tendrían que hacer frente a la microgravedad, temperaturas extremas (de apenas unos 4ºK en el espacio profundo, mayor -e incluso potencialmente letal- si hay exposición directa a la luz solar), presiones ínfimas (del orden de 10-14 Pa, aproximadamente 10-19 atmósferas), y altas dosis de radiación ionizante (al menos tres órdenes de magnitud superior a la que se recibe en la superficie terrestre). Existen diversos extremófilos que pueden soportar algunas de estas condiciones, pero sobrevivir a la combinación de todas ellas durante un periodo potencialmente muy largo de tiempo es indudablemente un desafío biológico. Este desafío es incluso superior si en lugar de microorganismos unicelulares simples consideramos organismos pluricelulares. Pues bien, sorprendentemente parece haber organismos capaces de sobrevivir en estas hostiles circunstancias, tal como K. Ingemar Jönsson y 4 colaboradores, de las Universidades de Kristianstad, Sttutgart y Estocolmo, acaban de mostrar en un artículo titulado

recién aparecido en Current Biology. El estudio de Jönsson et al. se centra en los tardígrados, popularmente conocidos como “osos de agua” (hay un par de páginas muy buenas con fotografías y películas sobre tardígrados aquí y aquí). Se trata de unos pequeños invertebrados de hasta 1.2 mm de tamaño que constituyen un filo propio, y que tienen la curiosa propiedad de ser eutélicos, i.e., todos los individuos adultos de una cierta especie tienen el mismo número de células (hasta 40,000 en algunas especies). Son ovíparos, tienen reproducción sexual, y una resistencia extrema: pueden soportar (al menos temporalmente) temperaturas de +151ºC a -271ºC, altísimas dosis de radiación, presiones de hasta 6000 atmósferas, y pueden permanecer en estado criptobiótico durante años.

Tardigrado (Hypsibius dujardini). Micrografia por Bob Goldstein

Tardígrado (Hypsibius dujardini)

El estudio de Jönsson et al. se ha realizado en el contexto de la misión Foton-M3 de la ESA, y tiene el sugerente acrónimo geek de TARDIS (Tardigrades in Space). Hay un blog en el que los investigadores dan cuenta de las novedades del proyecto. Durante 10 días dos especies de tardígrados -Richtersius coronifer y Milnesium tardigradum- han estado expuestos al vacío en una órbita terrestre baja, y a dos espectros diferentes de radiación ultravioleta (280-400nm y 116.5-400nm). Mientras que la exposición al vacío no ha parecido tener efectos en la supervivencia de los tardígrados, la exposición a la radiación UV -especialmente en el espectro más amplio- produjo una considerable mortandad en los animales. No obstante, algunos especímenes de M. tardigradum fueron capaces de sobrevivir en estas condiciones, soportando (en estado desecado) una dosis de radiación de 7000 kJ/m2.

El mecanismo por el que estos organismos son capaces de soportar estas condiciones de desecación y radiación no está claro, y se presume la existencia de algún sistema de reparación del ADN dañado. En cualquier caso, dado que estas condiciones no se presentan en la Tierra, debe concluirse que son un efecto secundario de su adaptación criptobiótica. Realmente apasionante.

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La Cassini identifica los puntos de origen de los géiseres de Encélado

Posted by Carlos en agosto 25, 2008

Tras sobrevolar el Polo Sur de Encélado en pos de las “rayas de tigre“, el análisis de la información obtenida por la Cassini ha permitido identificar con precisión el punto de origen de los géiseres de agua y material orgánico que tanto interés astrobiológico y geoplanetario han causado. La propia captura de las imágenes es todo un éxito de por sí, habida cuenta de que la sonda se desplazaba a una velocidad de 64,000 km/h en relación a Encélado. Paul Helfenstein, uno de los miembros del equipo de imagen de la Cassini, proporciona una analogía de la dificultad del proceso: es como obtener una foto perfectamente nítida de un distante cartel publicitario de carretera, usando un gran teleobjetivo a través de la ventana de un coche a toda velocidad. Dado que era imposible realizar un seguimiento de la zona objetivo a esa velocidad, la técnica empleada se ha basado en adelantarse a la trayectoria de Encélado, hacer girar la sonda a toda velocidad en dicha dirección, y tomar las imágenes en el momento en que las trayectorias predichas de cámara y satélite coincidían.

Surcos Baghdad y Cairo en Encélado (NASA/JPL/Space Science Institute)

Surcos Baghdad y Cairo en Encélado (NASA/JPL/Space Science Institute)

Las imágenes muestran fracturas en forma de V de 300 metros de profundidad, cuyos flancos se hallan cubiertos de depósitos de los géiseres. Las partículas de hielo que cubren extensivamente la superficie se creen originadas en la condensación del vapor caliente de agua que emerge de pequeñas grietas superficiales, y pueden llegan a sellarlas, provocando la aparición de nuevas fumarolas en otras partes del surco. Esta dinámica provoca el desplazamiento continuo de los géiseres a lo largo de las rayas de tigre, y una mejor compresión de la intensidad y alcance de esta actividad geológica puede dar pistas importantes sobre la posibilidad de que haya grandes depósitos de agua líquida en el subsuelo de Encélado (lo que por supuesto dispararía el interés astrobiológico del satélite).

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La Cassini sobrevuela el Polo Sur de Encélado

Posted by Carlos en agosto 15, 2008

El pasado lunes la Cassini realizó una nueva aproximación a Encélado, y las primeras fotos ya están disponibles en la web de la misión. En esta ocasión la Cassini sobrevoló Encélado a una distancia mínima que llegó a ser de apenas 50 km de distancia, concentrándose en la región Sur del satélite en la que se encuentran las conocidas “rayas de tigre”. Tal como comentamos hace algún tiempo, esta zona de Encélado se caracteriza por tener una temperatura superficial notablemente más elevada que las zonas circundantes, lo que puede indicar que hay actividad geológica que calienta las capas internas de la superficie. Esto abre las puertas a la posibilidad de que haya agua líquida en algún estrato interno, lo que dispararía las posibilidades de vida.

NASA/JPL/Space Science Institute

Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

La imagen superior muestra una perspectiva de la rugosa superficie de Encélado. La gran estría que se aprecia en la parte inferior es el conocido como Surco Cairo -Cairo Sulcus (todas los accidentes geológicos de Encélado toman su nombre de personajes o lugares de Las Mil y Una Noches)- visto desde 2,446 km de distancia, con una la escala de 18 metros por píxel. Los objetivos fundamentales de esta aproximación son tomar imágenes en infrarrojos, ultravioleta y luz visible de la zona, para conocer mejor la temperatura y composición química de la región.

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Modelos antrópicos de evolución y aparición de vida compleja

Posted by Carlos en abril 30, 2008

Siempre que se considera la posibilidad de existencia de vida fuera de la Tierra y se intenta cuantificarla, es inevitable tener en cuenta el sesgo observacional que nuestra propia existencia como observadores introduce. Dada la diversidad y abundancia de formas de vida que nos encontramos en la Tierra, y dada la enorme escala del Universo, la idea de que no haya vida (simple, compleja o incluso inteligente) en ningún otro lugar suele repeler nuestra intuición. Con independencia de que nuestra intuición esté o no en lo cierto, es indudable que el hecho de que estemos aquí es la consecuencia de toda una serie de circunstancias de índole cosmológica, astronómica, geológica, y biológica. Centrándonos en este último aspecto, somos el resultado de un largo camino evolutivo a lo largo del cual han tenido lugar eventos de mayor o menor probabilidad. La hipótesis de la Tierra Rara, formulada como reacción a la aparente paradoja de Fermi, nos indica que algunos de estos eventos han de ser bastante improbables, y el análisis de las implicaciones que ello conlleva arroja consideraciones que pueden ser de gran interés.

Un estudio de este tipo ha sido realizado por Andrew J. Watson, de la Universidad de East Anglia, en un trabajo titulado

que acaba de ser publicado en Astrobiology. Este trabajo estudia la distribución de este tipo de eventos “improbables” y muestra como puede establecerse una correspondencia razonablemente sólida (en términos probabilisticos) con las principales transiciones evolutivas de las que tenemos constancia. El artículo de Watson comienza con una observación a la que no siempre se le presta la debida atención: ya hemos cubierto aproximadamente el 80% de la ventana temporal durante la cual la Tierra ha sido y será habitable (para formas de vida compleja). El mantenimiento de la biosfera depende entre otros factores de que la temperatura no supere un umbral de en torno a 50ºC, y de que la concentración de CO2 sea al menos de unas 10 ppm. Por lo que conocemos de la futura evolución de la luminosidad del Sol y de los ciclos del CO2 atmosférico, en un periodo de 1.0±0.5 Ga (1Ga=1000 millones de años) las condiciones dejarán de ser aceptables.

El hecho de que la vida inteligente haya surgido en una fase tardía del periodo de habitabilidad de la Tierra sugiere que no es un fenómeno sumamente probable a priori (o de manera más precisa, el hecho de que no haya surgido en una fase temprana no apoya que el surgimiento de vida inteligente sea un fenómeno muy probable). Watson elabora en este sentido un modelo de Brandon Carter en el que se asume la existencia de un número n de pasos críticos, cada uno con una probabilidad por unidad de tiempo λi. La criticidad de estos pasos se traduce en el hecho de han de darse de manera consecutiva, y de que si th es el tiempo de habitabilidad de la Tierra, entonces λith<<1. En estas circunstancias, puede demostrarse que la probabilidad de que se hayan producido los n pasos tras un tiempo t es

P_{n/n}(t) \approx L \prod_{i=1}^n \lambda_it^{n-1}

Si se ajusta la constante K  al hecho conocido a posteriori de que existimos sobre la Tierra, obtenemos

P_{n/n}(t) = nt^{n-1}t_h^{-n}

Calculando la esperanza matemática del momento t en el que se realizan los n pasos críticos se obtiene

E[t_{n/n}] = \frac{n}{n+1}t_h

Suponiendo que la Tierra empezó a ser habitable hace unos 4 Ga y que lo seguirá siendo 1 Ga más, lo anterior sugiere que ha habido 4 pasos críticos en nuestro caso, aunque esto depende mucho de la estimación futura (si la Tierra sólo fuera habitable 0.5 Ga más, n podría ser 8). En cualquier caso, el resultado más interesante puede ser que el tiempo esperado hasta que se dé el paso m-ésimo es

E[t_{m/n}] = \frac{m}{n+1}t_h

esto es, los eventos críticos suceden en promedio a intervalos regulares dentro de la ventana de habitabilidad (siempre con la condición a posteriori de que se satisfagan todos dentro de la misma). Bajo esta premisa, puede evaluarse la criticidad de eventos evolutivos históricos sobre la base de cuál es la probabilidad de que se dieran en el momento en el que lo hicieron (ya que se tiene una estimación de la distribución de probabilidad de los eventos críticos para un número cualquiera de los mismos). Así, un modelo basado en 7 pasos críticos indica que la aparición de código genético o de reproducción sexual habrían ocurrido de manera excepcionalmente temprana para lo que cabría esperar. Sin embargo, un modelo de 5 pasos críticos encaja bastante bien. Dichos pasos críticos serían:

  1. Aparición del código genético (establecimiento del flujo de información clásico determinado por el dogma central de la biología), ocurrido hace unos 3.5 Ga, lo que resulta en una probabilidad del 41%.
  2. Aparición de los eucariotas, ocurrido hace 2.5-1.5 Ga, lo que arroja una probabilidad del 66%.
  3. Reproducción sexual, ocurrida también hace 2.5-1.5 Ga, lo que indica una probabilidad del 32%.
  4. Diferenciación celular, ocurrida hace 1.0-0.6 Ga, lo que arroja una probabilidad del 41%.
  5. Transición de primates a humanos modernos hace 0.001 Ga, lo que resulta en una probabilidad del 33%.

Este análisis -además de apoyar la hipótesis de la tierra Rara- proporciona algunas indicaciones sobre lo que cabe esperar de la vida fuera de la Tierra. En primer lugar, la abiogénesis parece un evento probable, con un tiempo esperado de ocurrencia de 0.1 Ga. Sin embargo, el desarrollo de vida compleja es mucho más improbable. Por lo tanto, podría esperarse que el Universo estuviera lleno de formas simples de vida, similares a los procariotas, pero sólo podría esperarse la existencia de formas complejas de vida en los raros casos en los que la secuencia de pasos necesarios se hayan dado. Si además llegan a ser inteligentes, posiblemente llegarán también a esta misma conclusión.

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Nanobacterias, nanopartículas y proto-vida

Posted by Carlos en abril 23, 2008

ALH84001 nanostructuresCuando en 1996 se hicieron públicos los estudios preliminares de las nanoestructuras encontradas en el meteorito marciano ALH84001 hubo un gran revuelo, controversia y expectación. Se sugería que estas nanoestructuras -con un tamaño de 20-100 nm- podrían ser restos fosilizados de formas de vida bacteriana o similar, lo que supondría la confirmación de la existencia de vida fuera de la Tierra. Entre los primeros argumentos contrarios a tal interpretación de estas estructuras estaba su pequeño tamaño, inferior a la de las más pequeñas bacterias terrestres conocidas (los micoplasmas, de unos 150-250 nm de tamaño). Actualmente sigue sin estar claro si dichas estructuras tienen origen biológico, o incluso si de tenerlo hay que buscarlo fuera de la Tierra o puede ser una contaminación posterior a la llegada del meteorito. En cualquier caso, es interesante retomar la cuestión del tamaño, precisamente en relación con otra hipotética familia de microorganismos (o mejor dicho, nanoorganismos) que está dando que hablar en los últimos tiempos: las nanobacterias.

Las primeras referencias específicas hacia las nanobacterias en un entorno biológico datan de 1998 (previamente -en 1981- había habido especulación a partir de hallazgos en rocas, similares a los mencionados en el caso del meteorito marciano). En un artículo publicado en PNAS, dos investigadores de la Universidad de Kuopio en Finlandia sugerían que este tipo de organismos -autorreplicantes y con ADN- eran los responsables de la deposición de fosfato de calcio en los cálculos renales. Este planteamiento fue muy controvertido, ya que se estaba hablando de tamaños inferiores a los de la mayoría de virus, que no pueden replicarse de manera autónoma. De hecho, se ha sugerido que unos 140 nm es el límite inferior para el tamaño de una célula: con menos de eso no hay espacio para el ADN y las proteínas necesarias para que ésta funcione. La interpretación alternativa era la de nanopartículas contaminadas con ADN de bacterias circundantes y que de alguna forma eran capaces de replicarse y producir apatita, extremo este último que no resultaba tampoco muy satisfactorio como planteamiento.

La controversia puede estar sin embargo cerca de su fin si se confirman los hallazgos de Jan Martel y John Ding-E Young en un reciente trabajo titulado

y que ha sido publicado en los Proceedings of the National Academy of Sciences. En este trabajo los autores han sido capaces de sintetizar nanopartículas cuya apariencia y comportamiento son idénticos a las supuestas nanobacterias identificadas en el suero sanguíneo. Estas nanopartículas se forman a partir de una reacción química entre calcio y CO2, sustancias que se encuentran de manera natural en la sangre, y asombrosamente son capaces de “reproducirse”, esto es, de producir nuevos cristales calizos. El fenómeno distintivo que hace que estos cristales no sean de gran tamaño es la presencia de moléculas orgánicas que envuelven a estas nanopartículas, impidiendo su crecimiento normal y forzándolas a adoptar la forma esférica o alargada típica de bacterias. No se ha localizado traza alguna de ADN, y las supuestas bacterias continuaron comportándose de la misma forma tras ser literalmente cocidas con una dosis de 30 kGy de rayos gamma (el doble de lo que tolera Deinococcus radiodurans, la bacteria más resistente a la radiación).

Aunque esto puede suponer el fin de la especulación acerca de si estas partículas eran realmente seres vivos o no, no deja de ser interesante especular con el papel que han podido jugar en el origen de la vida. Ya en 1985 el químico y biólogo molecular Graham Cairns-Smith propuso la teoría de que la vida tal como la conocemos surgió a partir de un proto-ecosistema basado en cristales de arcilla que por medios puramente químicos se “reproducían” y estaban sujetos a una suerte de selección natural. Las moléculas orgánicas eran inicialmente una “adaptación evolutiva” de estos cristales que encontraban en ellas una ventaja con vistas a su propagación. Eventualmente el proceso se cortocircuitó, y las moléculas orgánicas alcanzaron la capacidad de autorreplicación de manera independiente de los cristales arcillosos. ¿Pudiera ser que un proceso análogo hubiera podido producirse de alguna forma a través de cristales de carbonato cálcico? Quién sabe. La cuestión es en cualquier caso apasionante, y engarza con algunas discusiones que tuvimos hace tiempo sobre formas de vida fundamentalmente diferentes a la bioquímica terrestre. Merecerá la pena retomar este hilo próximamente.

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Pérez Mercader habla de astrobiología en Vive la Ciencia

Posted by Carlos en febrero 28, 2008

En la emisión de Vive la Ciencia del pasado día 05 estuvo Juan Pérez Mercader, físico y director del Centro de Astrobiología dependiente del CSIC y del INTA, hablando precisamente sobre astrobiología. Al hilo de los últimos descubrimientos de planetas extrasolares de características super-terrestres o situados en la franja de habitabilidad del correspondiente sistema planetario, Pérez Mercader hace comentarios sobre qué es la astrobiología, la detección de planetas extrasolares, el surgimiento de la vida y la búsqueda de la misma (de señales de ésta) tanto en planetas extrasolares como en nuestro propio sistema solar. En particular aborda el caso de Marte, y el tipo de vida que pudo haber sido posible en su pasado. El vídeo del programa puede verse a continuación.

Pérez Mercader es un científico que siempre me ha parecido sumamente interesante de escuchar. Además de su indiscutible calidad científica, tiene un tono muy llano, una forma muy clara y didáctica de expresarse, y una personalidad muy afable. Todo un crack. Al margen de la astrobiología -aunque relacionado con este tema- hubo también una entrevista a César Nombela, catedrático de Microbiología de la Universidad Complutense y ex-presidente del CSIC, sobre vida artificial, o más exactamente sobre vida sintética (como bien puntualizó luego Pérez Mercader), esto es, la generación de nuevas formas de vida en el laboratorio (e.g., microorganismos que realicen funciones ad hoc).

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Posibilidades para el desarrollo de vida en Encélado

Posted by Carlos en febrero 8, 2008

Columna de agua en EnceladoCuando se habla de posibilidades de vida en el Sistema Solar exterior los candidatos recurrentes (aparte de la conjetura clásica de Carl Sagan para la vida en gigantes gaseosos) son Europa en el sistema joviano y Titán en el de Saturno. Recientemente ha empezado también a despertar gran interés Encélado, sobre todo gracias a la información que la Cassini está obteniendo de este satélite. Recordemos que a finales del 2005 y principios de 2006 se confirmó visualmente la actividad criovolcánica de Encélado, gracias a unas espectaculares fotografías en la que se apreciaba un gran penacho de vapor de agua en el polo Sur del satélite (a partir de estas fotos se pudo identificar retrospectivamente la presencia de este tipo de fenómenos en imágenes tomadas en 2005). Este tipo de actividad geológica suscitó un gran interés, por lo que la presencia de agua líquida podría suponer en relación a las posibilidades de vida. La interpretación del fenómeno no está totalmente clara en cualquier caso, ya que tal como comentamos en su momento, un trabajo publicado en Science apuntaba la posibilidad de que el penacho hubiera estado producido por la descomposición explosiva de clatratos al ser expuestos al vacío espacial por la actividad geológica de Encélado.

Si bien la anterior hipótesis parecía echar un jarro de agua fría (nunca mejor dicho) sobre las posibilidades de encontrar un medio líquido en Encélado, nuevas observaciones relativas a la actividad geológica del polo Sur proporcionan una perspectiva mucho más optimista al respecto. Para empezar, los penachos observados exhiben una gran abundancia de partículas de hielo cuya expulsión requiere una mayor temperatura en el vapor de agua, lo cual no es compatible con la hipótesis del clatrato. Más aún, el polo Sur de Encélado exhibe unas líneas de fractura en el hielo popularmente conocidas como “rayas de tigre”, cuya temperatura es notablemente superior al de las áreas circundantes (véase la imagen inferior). Los modelos de flujo de calor de los que se dispone indican que dicha diferencia de temperatura no puede ser debida a la irradiación solar, por lo que la causa debe ser el calor interior del satélite. Dicho calor puede ser debido al efecto conjunto de desintegración radiactiva en el núcleo de Encélado y a la fricción causada por las fuerzas de marea (hay que recordar que Encélado se haya en órbita resonante con Dione), y podría suponer la existencia de un núcleo de roca fundida a 1000K.

Enceladus Keeps the Home Fires Burning
NASA/JPL/GSFC/Southwest Research Institute

La existencia de este interior caliente en Encélado sugiere la existencia de una capa intermedia entre el magma y el hielo en la que habría agua líquida, que eventualmente escaparía hacia la superficie a través de fracturas tectónicas en el hielo, dando lugar a los géiseres observados. Algunas de las implicaciones de este nuevo escenario para la posible existencia de vida en Encélado son objeto de estudio en una nota de investigación realizada por C.D. Parkinson y colaboradores, de CalTech, MIT, y ESA entre otras instituciones, que se titula

y que ha sido publicada en Astronomy and Astrophysics. El escenario general es el que se muestra en la figura inferior, y resulta en líneas generales muy similar al que se ha propuesto también para Europa. Sin embargo, Encélado tiene características que no presenta Europa. Mientras que ésta última es una luna cuyo océano interior forma un ambiente cerrado y eventualmente en equilibrio químico, Encélado tiene (1) un ciclo hidrológico, (2) un desequilibrio químico, y (3) una fuente de energía interna. El ciclo hidrológico es el anteriormente descrito, con la aparición de géiseres que dispersan agua por la superficie (y que alimentan también al anillo E de Saturno), y que provocan una continua reconfiguración superficial y el hundimiento de material meteorítico que proporciona una fuente de material orgánico para el satélite (se ha observado la presencia de nitrógeno y metano en los géiseres). En cuanto al desequilibrio químico, éste se produce por reacciones de oxidación-reducción gracias a la presencia de H2O2 en la superficie de Encélado. Dicho H2O2 tiene dos orígenes: por un lado se forma a partir de la irradiación ultravioleta que recibe la superficie (concretamente, se estima una tasa de producción de 1011 moléculas cm-2 s-1); por otra parte, se introduce la noción de que el anillo E de Saturno actúa como procesador químico, generando peróxidos que son en parte devueltos a Encélado.

Enceladus “Cold Geyser” Model
NASA/JPL/Space Science Institute

Todo lo anterior unido al calor latente del interior de Encélado convierte a este lugar en un sorprendentemente acogedor ambiente para el desarrollo de vida, ya sea de origen endógeno o -como de manera sumamente interesante apuntan Parkinson et al.- de origen terrestre, inyectada de manera artificial. Por supuesto, queda mucho por aprender aún sobre Encélado, pero las posibilidades que se abren pueden hacer que se redirijan las prioridades en exploración espacial para el futuro cercano.

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La vida que Carl Sagan imaginó en Júpiter

Posted by Carlos en febrero 1, 2008

Tengo pendiente realizar un comentario sobre astrobiología y las lunas de Saturno, al hilo de algún trabajo interesante que ha salido publicado al respecto, pero esta semana no he tenido tiempo por diversas razones. Mientras hallo un hueco para ello, el siguiente vídeo es bueno para abrir boca sobre el tema. Se trata de una recreación de la vida que Carl Sagan y Edwin Salpeter imaginaron como posible en Júpiter, y que el primero popularizó a través de la histórica serie Cosmos.

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