Fascinant descobriment d’hidrocarburs de cadena llarga a Mart

Des de fa més de vint anys la NASA ha enviat cinc vehicles robotitzats (ròvers) a Mart amb l’objectiu d’aprofundir en la comprensió dels processos fisicoquímics, i potser fins i tot biològics, que han tingut lloc al planeta vermell. Aquests vehicles 4x4 s’han anat transformant en petits laboratoris de mostres, capaços d’obtenir imatges i espectres, i dur a terme precises anàlisis químiques a distància.

La notícia m’arribava just quan em trobava impartint classes d’astrobiologia al Postgraduate Program in High Energy Physics, Astrophysics & Cosmology (IFAE-UAB-CSIC), explicant la rellevància del desenvolupament dels àcids grassos en la creació de les primeres membranes cel·lulars. Aquest descobriment sensacional fet pel ròver Curiosity de la NASA suposa que hi hagi un abans i un després en l’exploració de Mart. La troballa dels constituents essencials d’àcids grassos sembla suggerir de manera provisional que en el passat remot va poder acollir formes de vida en certs entorns hidrotermals.

Biosignatures químiques que revelin vida orgànica

Detectar molècules orgàniques en antigues roques marcianes seria una evidència de l’habitabilitat passada de Mart. Podrien ser biosignatures químiques.

Els experiments realitzats per l’instrument d’anàlisi de mostres a bord del Curiosity ja havia detectat prèviament diverses classes de compostos orgànics clorats i sofre a les roques sedimentàries del cràter Gale, amb estructures químiques de fins a sis àtoms de carboni.

En el nou estudi que ara veu la llum, liderat per la prestigiosa astroquímica francesa Caroline Freissinet, han detectat els compostos orgànics més grans al planeta vermell fins ara, fonamentals en l’estructura de les membranes cel·lulars.

S’ha detectat decà (C10H22), undecà (C11H24) i dodecà (C12H26) alliberats de la mostra d’una roca sedimentària anomenada Cumberland, un tipus de roca de gra fi coneguda com a lutita, que va ser perforada per Curiosity en el terreny sedimentari del cràter Gale.

Figura 1. Les molècules orgàniques de cadena llarga degà, undegà i dodegà detectades en una mostra de roca perforada al cràter Gale anomenada Cumberland, analitzada pel laboratori d’anàlisi de mostres del ròver Curiosity de la NASA. El ròver, l’autofo o selfi del qual és al costat dret de la imatge, ha estat explorant el cràter Gale des del 2012. El forat de perforació a Cumberland s’aprecia al fons de les cadenes de molècules - Imatge: NASA/Dan Gallagher.

Després de perforar aquesta roca, els investigadors van utilitzar per aconseguir aquest descobriment un nou procediment analític al petit laboratori anomenat SAM (Sample Analysis at Mars) optimitzat per a la detecció de molècules orgàniques més grans al petit laboratori a bord del Curiosity. Aquesta evidència, confirmada per experiments en laboratoris terrestres, donen suport a la hipòtesi que aquests alcans detectats es van conservar a la roca en forma d’àcids carboxílics de cadena llarga. Sí, es tracta d’aquests compostos orgànics fonamentals en l’estructura de les membranes cel·lulars, tal com vaig explicar anteriorment esmentant els estudis realitzats per aprofundir en l’origen de les primeres cèl·lules.

Figura 2. El ròver Curiosity de la NASA va perforar la roca Cumberland durant el seu 279è dia de treball a Mart, el 19 de maig de 2013. Després va recollir la mostra en pols des de l’interior de la roca - Imatge: NASA/JPL-Caltech/MSSS.

La meticulosa selecció d’entorns astrobiològics: buscant ambients hidrotermals ancians

Malgrat l’entorn extrem trobat per les primeres sondes Viking de la NASA, l’extensa cartografia realitzada des d’orbitadors com el Mars Global Surveyor va permetre identificar regions de gran interès geoquímic i, fins i tot, astrobiològic, com són el cràter Gale o el cràter Jezero, aquest últim visitat pel ròver Perseverance.

A hores d’ara sabem que és perfectament possible que les molècules orgàniques complexes s’hagin pogut preservar a Mart. De fet, al planeta vermell abunden les argiles. Aquests silicats hidratats a la Terra tenen la capacitat d’absorbir, transportar i protegir els compostos orgànics quan es dipositen ràpidament en condicions químiques reductores, com ara les que pensem que van haver-hi a Mart. De fet, s’ha pogut observar una preservació estructural excepcional a llarg termini en roques sedimentàries consolidades en ambients àrids com els que sospitem que van existir després d’aquesta breu etapa humida del planeta vermell. Per si no fos prou, les anàlisis al laboratori de sulfats terrestres mostren que aquests minerals també són capaços de preservar molècules orgàniques.

Figura 3. Aquesta il·lustració simula el cràter Gale parcialment ple d’aigua, rebent l’escorriment de la neu a la seva vora nord. L’evidència suggereix que això va ocórrer fa més de 3.000 milions d’anys, omplint-se i assecant-se en múltiples cicles durant desenes de milions d’anys - Imatge: NASA/JPL-Caltech/ESA/DLR/FU Berlin/MSSS.

En qualsevol cas, cal emfatitzar un aspecte molt important. Encara que ara s’hagin descobert “només” aquests alcans de cadena llarga, constituents dels àcids grassos, això no vol dir que la mostra no pugui contenir molècules molt més complexes. De fet, cal ser conscients de les limitacions de l’instrument SAM, incapaç de fer un estudi molt més detallat d’aquesta complexitat orgànica, com faríem en laboratoris terrestres. Per això, no podem sinó mostrar la nostra emoció per haver aconseguit mostres amb aquest extraordinari potencial. Potser no arribaran a parlar-nos de vida i només mostrin complexitat orgànica fruit de la catàlisi inorgànica en un ambient hidrotermal, però sí que la seva mera existència corrobora que Mart és el planeta en el qual podem fer passos de gegant en la nostra comprensió de l’origen de la vida. De fet, amb una mica de sort, la seva exploració futura podria revelar que també hi va sorgir la vida.

Així doncs, aquests fascinants resultats que ara veuen la llum arriben en un moment clau en què la missió de retorn de mostres de la NASA irònicament podria quedar postergada a favor dels plans d’enviar una missió tripulada al planeta vermell. El treball dut a terme tots aquests anys pel ròver Perseverance, que ha anat collint mostres en diferents entorns d’interès astrobiològic, podria caure en oblit. Com em deia Daniel P. Glavin, un dels autors de l’estudi: “Imaginem-nos poder tenir una lutita recollida al cràter Jezero als nostres laboratoris terrestres, on podríem desenvolupar una anàlisi molt més extensa i adequada per quantificar l’abundància i distribució d’àcids grassos (i altres molècules prebiòtiques importants, per descomptat), fent mesuraments isotòpics específics de compostos i fins i tot correlacions amb minerals i textures. Encreuem els dits perquè això succeeixi en la pròxima dècada”.