Un estudiante de geología de la Universidad de Cincinnati está ayudando a la NASA a determinar si la vida existió en otros planetas.
El candidato a doctorado Andrew Gangidine está trabajando con el profesor de geología de la UC Andrew Czaja para desarrollar un marcador para la vida bacteriana antigua en Marte. La investigación podría ayudar a los científicos a poner fin a uno de nuestros misterios más fundamentales.
"Estamos tratando de responder la pregunta: ¿Qué tan rara es la vida en el universo?", Dijo Gangidine.
Czaja, profesor asistente en la Facultad de Artes y Ciencias McMicken de la UC, forma parte de un comité asesor de la NASA que decidirá a qué lugar de Marte enviará el próximo rover a control remoto. Entre otros objetivos, el rover buscará evidencia de que la vida una vezexistía en el planeta rojo. El comité asesor ha reducido la lista de candidatos para el lugar de aterrizaje a tres y recomendará un finalista más adelante este año.
Mientras tanto, Gangidine está estudiando la vida microbiana en las aguas termales de sílice para encontrar un indicador útil de la vida en Marte. Durante los últimos dos años, ha realizado trabajo de campo en las cuencas de géiseres del Parque Nacional Yellowstone de Wyoming para examinar qué elementos están asociadoscon bacterias que viven en estas piscinas geotérmicas.
"Queremos seguir siendo objetivos. Algunas personas piensan que debe haber vida en Marte", dijo Gangidine. "Otros piensan que ciertamente no hay vida en Marte. Y cualquiera de las partes tiene buenas posibilidades de ser correctas. Ambos tienen validezargumentos. Es por eso que si vamos allí y no vemos nada, no será 'misión fallida' ".
Gangidine presentó su investigación el 25 de abril en la Segunda conferencia internacional de retorno de muestras de Marte en Berlín, Alemania.
Hoy, sabemos que la vida no puede existir en Marte, al menos no en su superficie seca. La radiación solar dividió la mayor parte de su agua superficial en sus partes elementales hace casi 3 mil millones de años cuando el planeta rojo perdió su campo magnético protector.
Pero los científicos están debatiendo si la vida podría existir en algún lugar subterráneo profundo, entre bolsas de agua atrapadas alrededor de áreas geotérmicas similares a los géiseres de Yellowstone.
Encontrar evidencias de vida en Marte es sorprendentemente complicado.
Si Marte alguna vez mantuvo la vida, es posible que se haya borrado cuando la mayor parte de su atmósfera desapareció en el viento solar, dijo Czaja.
Por lo tanto, los científicos de la NASA deben estar preparados para buscar evidencia fósil de vida bacteriana que se remonta hasta ese momento. Gangidine dijo que la buena noticia es que fósiles similares de vida bacteriana temprana hace más de 3.500 millones de años se han encontrado en la Tierra. Esto lo hace optimistaque si alguna vez existió una vida similar en Marte, la NASA tiene la posibilidad de encontrar un registro fósil de ella.
"Podemos ver cómo se preserva la vida en estos depósitos de sílice hoy. Tenemos evidencia de que esto sucede a lo largo del tiempo geológico", dijo Gangidine. "Lo que estamos tratando de hacer es atrapar la fosilización a medida que sucede. Lo que les sucede a los microbios¿Y qué sucede con los oligoelementos que creemos que están asociados con ellos mientras están vivos? "
Para descubrir pistas sobre la vida antigua en Marte, los geólogos buscan aguas termales como las que se encuentran en el primer parque nacional de Estados Unidos.
Gangidine y sus colegas necesitan permisos para recolectar muestras en el interior del parque. Pero explorar las cuencas de los géiseres puede ser complicado y peligroso. Un turista murió en 2017 después de caer en una de las piscinas hirviendo de la cuenca mientras caminaba fuera del sendero.
"Estas cosas realmente pueden quitarle la carne a los huesos", dijo Gangidine. "En el fondo de las aguas termales estudiamos que ves cráneos de bisontes y otros animales que tuvieron la mala suerte de acercarse demasiado".
El equipo de Gangidine incluye un experimentado investigador de campo de campo, Jeff Havig, posdoctoral de la UC, que ahora está en la Universidad de Minnesota. Se abren camino cuidadosamente a través de la caldera. A veces, pueden ver dónde el casco de un bisonte ha atravesado la delgada corteza pararevelar barro humeante.
El trabajo de geología los lleva a través de "pantanos temblorosos", una delgada capa de turba y hierba que cubre el lodo profundo y cambiante. Gangidine caminaba junto a un colega en una de esas caminatas cuando se hundió sobre sus rodillas en el traicionero fango.
"Afortunadamente, ese lugar no estaba muy caliente. Pero estaba caminando a solo un pie de distancia de otra persona. El suelo realmente puede cambiar rápidamente", dijo. "Cuando entramos en estos entornos, tenemos que tener mucho cuidado"
El ácido hirviendo y el lodo similar a la lava no son los únicos peligros para los investigadores en las cuencas de los géiseres. También deben tener cuidado de no pasar demasiado tiempo alrededor de los respiraderos de vapor, que contienen una mezcla de gases como dióxido de carbono, hidrógenosulfuro y metano que pueden asfixiar a una persona en las condiciones adecuadas.
El Servicio Geológico de EE. UU. Documentó este fenómeno en 1888 en parte del parque apodado "Death Gulch", una depresión natural entre dos colinas empinadas donde los gases tóxicos brotan de Cache Creek. El geólogo de la Universidad de Harvard TA Jaggar Jr. regresó al área en1899 y encontró seis osos, un alce y varios animales pequeños que aparentemente murieron después de sucumbir a los humos tóxicos.
Pero incluso al aire libre, el gas que se eleva desde el suelo puede tener un efecto acumulativo, dijo Gangidine.
"Estas aguas termales emiten muchos gases que no quieres respirar. Se unen a la hemoglobina que transporta oxígeno a través de tu cuerpo. Al inhalar eso, te fatigas mucho", dijo Gangidine.
"Es por eso que tratamos de programar un día fuera del campo por cada tres días que trabajamos en el campo. Si estás allí por cuatro días, realmente puedes sentirte como un zombi. Es realmente difícil de pensar, difícil demoverse."
Como estudiante de biología en la UC, Gangidine trabajó con el profesor de biología de la Universidad de California, Dennis Grogan, para examinar la vida microbiana llamada extremófilos que viven en lugares hostiles como las aguas termales ácidas o alcalinas de Yellowstone. Ahora, como geólogo, Gangidine está estudiando los fósiles de estos solteros resistentes.-cruzadas criaturas dejan atrás.
"Las aguas termales hacen depósitos de sílice que preservan la vida realmente bien", dijo Gangidine. "Cuando se deja expuesto en la superficie de un planeta, no cristaliza y no se metamorfosea. Por lo tanto, estas muestras deberían conservarse relativamente bien si las encontramos"
En el laboratorio de geología del profesor de UC Czaja, Gangidine mira a través de un microscopio los portaobjetos que preparó a partir de trozos de sílice de Yellowstone que tomó de un géiser de cono de vapor montañoso.
Los filamentos bacterianos de las muestras tomadas en la parte superior del géiser están llenos de color. Pero las muestras más antiguas, algunas quizás de miles de años de antigüedad, son incoloras, incluso si mantienen su forma. Entonces, para obtener más pistas sobre esta forma básica deDurante la vida, la Gangidina somete las muestras bacterianas a un análisis elemental utilizando un espectrómetro de masas de iones secundario. El análisis presenta los elementos en colores vivos: amarillos, rojos y verdes profundos que representan cromo o galio, tal vez asociados con la vida bacteriana.
Si la gangidina encuentra una correlación entre las concentraciones y las distribuciones espaciales de elementos particulares y las bacterias, podría servir como una firma biológica que los científicos pueden usar para identificar vidas pasadas en Marte.
"La razón por la que elegimos el galio es que no se sabe que esté asociado con la vida. Pero cuando observamos las muestras de bacterias fosilizadas, lo encontramos, por lo que debe estar sucediendo algo", dijo Gangidine. "¿Las bacterias almacenan ciertoselementos preferentemente en lugar de lo que encontraría en otras partes de estas rocas? "
Gangidine está trabajando con investigadores en Australia, hogar de algunos de los fósiles más antiguos del mundo, algunos que datan de hace 3.500 millones de años.
"Si quiero crear una firma biológica, tengo que demostrar que persiste a lo largo del tiempo", dijo Gangidine. "Existe en estas muestras relativamente más jóvenes. ¿Pero también existe en estas muestras antiguas? Eso será crucial paradescifrar."
Gangidine también planea construir una fuente termal artificial en un acuario de laboratorio utilizando elementos similares que se encuentran en los géiseres. Al introducir una sobresaturación en el agua, el exceso de sílice precipitará de la misma manera que lo hace en la naturaleza. Luego puede agregarrastrea químicos asociados con la vida y estudia lo que sucede en un mundo en miniatura ausente de la vida.
"Para demostrar que encontramos una firma biológica, tenemos que demostrar que la firma no ocurre sin vida", dijo.
"El galio es el que nos sorprendió", dijo Czaja. "Está asociado con el sílice cerca de la bacteria pero no está en la bacteria".
Al igual que Gangidine, Czaja comenzó en las ciencias estudiando biología antes de seguir una carrera en paleontología.
El comité asesor de la NASA de Czaja se reunirá en octubre para decidir a qué lugar de Marte les gustaría enviar el rover entre los tres destinos preferidos. El rover está programado para su lanzamiento en julio o agosto de 2020, llegando a Marte unos siete meses después.
"A la NASA le gusta ir a nuevos lugares para empujar la frontera. A los geólogos les gusta volver a los mismos lugares una y otra vez para hacer nuevas preguntas", dijo Czaja.
El rover recogerá muestras en contenedores sellados para enviarlas de regreso a la Tierra en una misión posterior. Por lo tanto, podrían pasar muchos años antes de que geólogos como Czaja y Gangidine sepan si sus corazonadas sobre dónde buscar la vida en Marte eran correctas.
Una de las actividades más desinteresadas de la ciencia es ayudar a formular una pregunta que tal vez nunca vivas para ver una respuesta, dijo Czaja.
"Una cosa que me gusta de estas misiones de la NASA es el pensamiento y la planificación a largo plazo", dijo. "Las personas que trabajan en estos proyectos ahora nunca pueden ver los resultados. Pero todavía están dispuestos a trabajar porque esuna pregunta tan fascinante "
La misión Mars 2020 no será un fracaso si los científicos no encuentran evidencia de vida. Por el contrario, dijo Gangidine.
"Si lo encontramos, podemos decir que tal vez la vida no sea tan rara entre los planetas", dijo Gangidine. "Pero si no encontramos vida en lugares que serían los candidatos más ideales y mejor preservados, entonces tal vez la vida seabastante raro "
Pero si la NASA encuentra evidencia de vida en Marte, eso podría sugerir que despertar vida de una sopa primordial no es tan extraordinario después de todo. Y la primera pregunta será cómo se compara la vida en Marte con la vida en la Tierra, dijo Czaja.¿Hubo un antepasado común?
"Tal vez todos somos marcianos", dijo Czaja.
Cualquier reclamo sobre la existencia o ausencia de vida en Marte estará sujeto a escrutinio y escepticismo en todo el mundo. Czaja dijo que los investigadores deben estar preparados para proporcionar una gran cantidad de evidencia para fortalecer sus hallazgos.
"No es suficiente encontrar algo que se parezca a una célula bacteriana", dijo Czaja. "Hay cosas no biológicas que podrían verse así. Pero si tienes una cascada de rasgos - esto y esto y esto sumado -- es difícil explicarlo de otra manera, excepto por la vida "
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Materiales proporcionado por Universidad de Cincinnati . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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