Metano en los penachos de Encelado, la luna de Saturno: ¿Posibles signos de vida?

penachos de supuesta agua en Encelado

Arriba: Representación artística muestra la nave espacial Cassini de la NASA volando a través de un penacho de supuesta agua que brota de la superficie de Encelado, la luna de Saturno. Crédito: NASA

Cassini detecta una alta concentración de ciertas moléculas asociadas con respiraderos hidrotermales en el fondo de los océanos de la Tierra

Es probable que un proceso desconocido de producción de metano esté funcionando en el océano oculto debajo de la capa helada de Encelado, la luna de Saturno, sugiere un nuevo estudio publicado por científicos de la Universidad de Arizona y la Universidad de Ciencias y Letras de París.

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 helado caparazón.

Volando a través de los penachos y tomando muestras de su composición química, la nave espacial Cassini detectó una concentración relativamente alta de ciertas moléculas asociadas con respiraderos hidrotermales en el fondo de los océanos de la Tierra, específicamente dihidrógeno, metano y dióxido de carbono. La cantidad de metano encontrada en los penachos fue particularmente inesperada.

"Queríamos saber: ¿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 Regis Ferriere, 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 previstas durante varias décadas".

Ferriere 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 los penachos 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 que son diferentes de los que se sabe que ocurren en la Tierra.

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 los penachos 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 de población de un hipotético metanógeno hidrogenotrófico, cuyo nicho térmico y energético se modeló a partir de cepas conocidas de la Tierra.

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 el efecto que tendría en su entorno una hipotética población de microbios, por ejemplo, en las tasas de escape de dihidrógeno y metano en los penachos.

actividad hidrotermal en Encelado

Imagen: Esta vista en corte de Encelado, la luna de Saturno, es una representación artística que muestra la posible actividad hidrotermal que puede estar teniendo lugar en y debajo del fondo marino del océano subsuperficial de la luna, según los resultados de la misión Cassini de la NASA. NASA/JPL-Caltech

"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, si la metanogénesis realmente ocurriera en el fondo marino de Encelado", explicó Ferriere.

Los resultados sugieren que incluso la estimación más alta posible de la producción de metano abiótico, o la producción de metano sin ayuda biológica, basada en la química hidrotermal conocida, está lejos de ser suficiente para explicar la concentración de metano medida en los penachos. Sin embargo, al agregar metanogénesis biológica a la mezcla podría producir suficiente metano para coincidir con las observaciones de Cassini.

"Obviamente, no estamos concluyendo que exista vida en el océano de Encelado", dijo Ferriere. "Más bien, queríamos entender qué tan probable sería que los respiraderos hidrotermales de Encelado pudieran ser habitables para microorganismos similares en la Tierra. Es muy probable, según 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 la vida" como altamente improbable. Para rechazar la hipótesis de la vida, necesitamos más datos de futuras misiones", agregó.

Los autores esperan que su artículo proporcione una guía para los estudios destinados a comprender mejor las observaciones realizadas por Cassini y que fomente la investigación para dilucidar los procesos abióticos que podrían producir suficiente metano para explicar los datos.

detalle de la actividad hidrotermal en Encelado

Imagen: Este gráfico ilustra cómo piensan los científicos de Cassini que el agua interactúa con la roca en el fondo del océano de Encelado, la luna helada de Saturno, produciendo gas hidrógeno. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute

Por ejemplo, el metano podría provenir de la descomposición química de la materia orgánica primordial que puede estar presente en el núcleo de Encelado y que podría convertirse parcialmente en dihidrógeno, metano y dióxido de carbono a través del proceso hidrotermal. Esta hipótesis es muy plausible si resulta que Encelado se formó a través de la acumulación de material rico en orgánicos suministrado por los cometas, explicó Ferriere.

"En parte se reduce a lo probable que creemos que son las diferentes hipótesis para empezar", dijo. "Por ejemplo, si consideramos que la probabilidad de vida en Encelado es extremadamente baja, entonces esos mecanismos abióticos alternativos se vuelven mucho más probables, incluso si son muy extraños en comparación con lo que conocemos aquí en la Tierra".

Según los autores, un avance muy prometedor del artículo radica en su metodología, ya que no se limita a sistemas específicos como océanos interiores de lunas heladas y allana el camino para tratar con datos químicos de planetas fuera del sistema solar a medida que se conviertan en disponibles en las próximas décadas.

La investigación ha sido publicada en en Nature Astronomy: Bayesian analysis of Enceladus’s plume data to assess methanogenesis

Ya que estás aquí...

... tenemos un pequeño favor que pedirte. Más personas que nunca están leyendo Vista al Mar pero muchas menos lo están pagando. Y los ingresos por publicidad en los medios están cayendo rápidamente. Así que puedes ver por qué necesitamos pedir tu ayuda. El periodismo divulgador independiente de Vista al Mar toma mucho tiempo, dinero y trabajo duro para producir contenidos. Pero lo hacemos porque creemos que nuestra perspectiva es importante, y porque también podría ser tu perspectiva.

Si todo el que lee nuestros artículos, que le gustan, ayudase a pagar por ello, nuestro futuro sería mucho más seguro. Gracias.

Hacer una donación a Vista al Mar

×
Recibe gratis nuevos artículos por email: