¿Podrían ser signos de vida las plumas de agua emanadas de Encelado, la luna de Saturno?

Un nuevo estudio científico publicado en Nature avala la hipótesis de la posible generación microbiótica en mares subterráneos de metano del enigmático satélite del planeta de los anillos


Impresión artística que muestra la nave espacial Cassini de la NASA volando a través de una columna de supuesta agua que brota de la superficie de Encelado, la luna de Saturno. NASA
Impresión artística que muestra la nave espacial Cassini de la NASA volando a través de una columna de supuesta agua que brota de la superficie de Encelado, la luna de Saturno. NASA

Cuando en 2005, el orbitador Cassini de la NASA descubrió géiseres que lanzaban partículas de hielo de agua al espacio desde fracturas observadas cerca del polo sur de Encelado, una de las lunas de Saturno, los científicos se quedaron asombrados.

Las gigantescas columnas de agua que brotan de Encelado han fascinado durante mucho tiempo a los científicos y al público por igual, inspirando investigaciones y especulaciones sobre el vasto océano que se cree que está intercalado entre el núcleo rocoso de la luna y su caparazón helado.

Las columnas de agua podrían provenir de un enorme océano de agua líquida que se derrama debajo de la capa helada de la luna
Las columnas de agua podrían provenir de un enorme océano de agua líquida que se derrama debajo de la capa helada de la luna

Hoy, más de 15 años después de aquellos primeros estudios, las preguntas continúan abundando y ahora se cree que ese material, que forma una columna que alimenta el anillo E de Saturno (el segundo anillo más externo del planeta), proviene de un enorme océano de agua líquida que se derrama debajo de la capa helada de la luna y esto podría ser una señal de que la vida abunda en ese mar subterráneo según un nuevo estudio publicado en Nature.

Y hay más que agua helada en la columna. Durante numerosos sobrevuelos cercanos de Encelado de 504 kilómetros, Cassini también detectó muchos otros compuestos, por ejemplo, dihidrógeno (H2) y una variedad de compuestos orgánicos que contienen carbono, incluido el metano (CH4). El dihidrógeno y el metano son particularmente interesantes para los astrobiólogos. Es probable que el H2 se produzca por la interacción de la roca y el agua caliente en el lecho marino de Encelado, han dicho los científicos, lo que sugiere que la luna tiene respiraderos hidrotermales en aguas profundas, el mismo tipo de entorno que pudo haber sido la cuna de la vida aquí en la Tierra.

Además, el H2 proporciona energía a algunos microbios terrestres que producen metano a partir de dióxido de carbono, en un proceso llamado metanogénesis. Algo similar podría estar sucediendo en Encelado, especialmente dado que Cassini también detectó dióxido de carbono, y una sorprendente abundancia de metano, en la columna de la luna.

 Durante numerosos sobrevuelos cercanos de Encelado de 504 kilómetros, Cassini también detectó muchos otros compuestos, por ejemplo, dihidrógeno (H2) y una variedad de compuestos orgánicos que contienen carbono, incluido el metano (CH4)
Durante numerosos sobrevuelos cercanos de Encelado de 504 kilómetros, Cassini también detectó muchos otros compuestos, por ejemplo, dihidrógeno (H2) y una variedad de compuestos orgánicos que contienen carbono, incluido el metano (CH4)

¿Podrían los microbios similares a la Tierra que ‘comen’ el dihidrógeno y producen metano explicar la cantidad sorprendentemente grande de metano detectada por Cassini?” dijo Régis Ferrière, profesor asociado en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Arizona y uno de los dos autores principales del estudio. “La búsqueda de tales microbios, conocidos como metanógenos, en el lecho marino de Encelado requeriría misiones de inmersión profunda extremadamente desafiantes que no están a la vista durante varias décadas”.

Ferrière y su equipo tomaron una ruta diferente y más fácil: construyeron modelos matemáticos para calcular la probabilidad de que diferentes procesos, incluida la metanogénesis biológica, pudieran explicar los datos de Cassini. Los autores aplicaron nuevos modelos matemáticos que combinan la geoquímica y la ecología microbiana para analizar los datos de la pluma de Cassini y modelar los posibles procesos que explicarían mejor las observaciones. Concluyen que los datos de Cassini son consistentes con la actividad de los respiraderos hidrotermales microbianos o con procesos que no involucran formas de vida pero son diferentes de los que se sabe que ocurren en la Tierra.

Esta vista en corte de Encelado, la luna de Saturno, es una representación de un artista que muestra la posible actividad hidrotermal que puede estar teniendo lugar en y bajo el lecho marino del océano subsuperficial de la luna, según los resultados de la misión Cassini de la NASA.NASA / JPL-Caltech
Esta vista en corte de Encelado, la luna de Saturno, es una representación de un artista que muestra la posible actividad hidrotermal que puede estar teniendo lugar en y bajo el lecho marino del océano subsuperficial de la luna, según los resultados de la misión Cassini de la NASA.NASA / JPL-Caltech

En la Tierra, la actividad hidrotermal ocurre cuando el agua de mar fría se filtra en el fondo del océano, circula a través de la roca subyacente y pasa cerca de una fuente de calor, como una cámara de magma, antes de volver a arrojarse al agua a través de respiraderos hidrotermales. En la Tierra, el metano se puede producir a través de la actividad hidrotermal, pero a un ritmo lento. La mayor parte de la producción se debe a microorganismos que aprovechan el desequilibrio químico del dihidrógeno producido hidrotermalmente como fuente de energía y producen metano a partir del dióxido de carbono en un proceso llamado metanogénesis.

El equipo analizó la composición de la pluma de Encelado como el resultado final de varios procesos químicos y físicos que tienen lugar en el interior de la luna. Primero, los investigadores evaluaron qué producción hidrotermal de dihidrógeno encajaría mejor con las observaciones de Cassini, y si esta producción podría proporcionar suficiente “alimento” para sostener una población de metanógenos hidrogenotróficos similares a la Tierra. Para ello, desarrollaron un modelo para la dinámica poblacional de un hipotético metanógeno hidrogenotrófico, cuyo nicho térmico y energético se modeló a partir de cepas conocidas de la Tierra.

Ilustración de la nave Cassini analizando las plumas de Encélado. Los mundos con océanos subterráneos son más propicios para la vida. NASA/JPL-CALTECH
Ilustración de la nave Cassini analizando las plumas de Encélado. Los mundos con océanos subterráneos son más propicios para la vida. NASA/JPL-CALTECH

Luego, los autores ejecutaron el modelo para ver si un conjunto dado de condiciones químicas, como la concentración de dihidrógeno en el fluido hidrotermal y la temperatura proporcionarían un entorno adecuado para que crezcan estos microbios. También analizaron qué efecto tendría una población de microbios hipotética en su entorno, por ejemplo, en las tasas de escape de dihidrógeno y metano en la columna. “En resumen, no solo podríamos evaluar si las observaciones de Cassini son compatibles con un entorno habitable para la vida, sino que también podríamos hacer predicciones cuantitativas sobre las observaciones esperadas, en caso de que la metanogénesis realmente ocurriera en el lecho marino de Encelado”, explicó Ferrière.

“Obviamente, no estamos concluyendo que exista vida en el océano de Encelado”, dijo Ferrière. “Más bien, queríamos entender qué tan probable sería que los respiraderos hidrotermales de Encelado pudieran ser habitables para microorganismos similares a la Tierra. Muy probablemente, nos dicen los datos de Cassini, según nuestros modelos”. “Y la metanogénesis biológica parece ser compatible con los datos. En otras palabras, no podemos descartar la ‘hipótesis de vida’ como altamente improbable. Para rechazar la hipótesis de vida, necesitamos más datos de misiones futuras”, concluyó el experto.

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