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Científicos detectan una aparente firma de vida en la atmósfera de Venus

Interpretación artística de Venus, con el recuadro que muestra una representación de las moléculas de fosfina detectadas en la atmósfera del planeta.
Interpretación artística de Venus, con el recuadro que muestra una representación de las moléculas de fosfina detectadas en la atmósfera del planeta.
Imagen: ESO / M. Kornmesser / L. Calçada & NASA / JPL / Caltech.

En un anuncio importante, un equipo de científicos afirma haber detectado trazas de fosfina en la atmósfera de Venus. Es un hallazgo extraño y potencialmente monumental, ya que los organismos vivos son la única fuente conocida de este gas tóxico y apestoso.

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Venus, uno de los lugares más inhóspitos del sistema solar, contiene una posible señal de vida en su atmósfera, según una nueva investigación publicada en Nature. Esta señal es la fosfina, que, en la Tierra, es producida casi exclusivamente por microorganismos anaeróbicos, es decir, criaturas que prosperan en ambientes libres de oxígeno. Este gas, anotado como PH3, se encuentra a menudo en marismas y humedales, y es altamente inflamable.

Aclaremos algo: los autores del nuevo artículo, dirigido por la astrónoma Jane Greaves de la Universidad de Cardiff, no afirman que la fosfina detectada sea evidencia de vida en Venus. En cambio, los autores dicen que la sorprendente presencia de fosfina en Venus es ahora una pregunta que necesita una respuesta. Como explicaron los autores durante una conferencia de prensa, la fosfina está siendo producida por procesos químicos desconocidos, o quizás por la vida misma.

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“Estoy de acuerdo con los autores en esto: es decir, esto no es evidencia de vida en Venus. Más bien es evidencia de que se está produciendo una química exótica”, escribió Dimitar Sasselov, director del Origins of Life Institute de la Universidad de Harvard, en un correo electrónico. “Soy un gran partidario de una mayor exploración de Venus; nuestro exótico vecino planetario ha sido descuidado durante demasiado tiempo”.

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Las firmas espectrográficas consistentes con fosfina fueron detectadas por primera vez por el equipo en 2017, las cuales recolectaron con el telescopio James Clerk Maxwell, y luego nuevamente en 2019 con el Large Millimeter/submillimeter Array de Atacama. Los investigadores afirman haber descartado la contaminación de los datos como una posible fuente de la señal química inesperada. La fosfina se detectó en la atmósfera superior nublada del planeta en un estimado de 20 partes por cada 1.000 millones. El gas se concentra en las latitudes medias y no se detectó en los polos.

Este resultado “fue realmente emocionante y bastante inesperado”, dijo Greaves en la conferencia de prensa.

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Los autores consideraron múltiples escenarios para explicar la presencia de fosfina en la atmósfera de Venus, incluyendo fuentes en la superficie (como actividad volcánica), micrometeoritos, rayos y procesos químicos dentro de las nubes. La fosfina, por ejemplo, se puede producir en el laboratorio calentando ácido fosfórico, pero este proceso se descartó para Venus ya que las “temperaturas y presiones requeridas necesitarían de condiciones bastante poco realistas, como una atmósfera compuesta casi en su totalidad de hidrógeno”, escribieron los autores del estudio. Se descubrió que otros escenarios, como rayos y micrometeoritos, producen fosfina, pero a tasas de muchos órdenes de magnitud por debajo de lo que se observa en Venus.

Curiosamente, se pueden encontrar grandes cantidades de esta sustancia en las atmósferas de Júpiter y Saturno, pero en estos casos, la fosfina se forma bajo condiciones ambientales extremas, como altas temperaturas y presión del aire, las cuales no se replican en Venus.

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“Los planetas pueden producir fosfina a través de procesos atmosféricos y geológicos ordinarios. Pero los procesos conocidos no funcionan para Venus, por lo que debe haber un proceso que no hemos considerado todavía”, explicó Andy Skemer, profesor asociado de astronomía y astrofísica en UC Santa Cruz que no participó en el nuevo estudio, en un correo electrónico. “Los datos [en el nuevo estudio] parecen sólidos. Ahora tendremos que pasar varios años pensando en explicaciones. Está bien considerar la posibilidad de que la fosfina sea una característica de la vida en Venus, pero también habrá otras explicaciones”.

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De hecho, los investigadores consideraron esa posibilidad radical: que la fosfina sea producida por una forma de vida. Sara Seager, astrobióloga del MIT y coautora del nuevo estudio, dijo que se desconoce el microorganismo exacto responsable de producir fosfina en la Tierra, pero los biólogos están en general de acuerdo en que el gas proviene de una fuente de vida, como explicó durante la rueda de prensa. La investigadora sospecha que es producida por la bacteria E.coli, pero esto aún no se ha probado.

Un posible escenario para Venus es que la vida emergió en la superficie del planeta antes de que el ambiente se convirtiera en el infierno que es hoy; Hace mucho tiempo, un posible efecto de gases de efecto invernadero descontrolado hizo que toda el agua de Venus se evaporara a la atmósfera. Hoy, la temperatura de su superficie excede los 450 grados C, y la presión atmosférica es más de 90 veces más pesada que la que experimentamos aquí en la Tierra. Es posible que algunos microorganismos lograron sobrevivir a esta transición catastrófica, como microbios anaeróbicos que habrían escapado a las nubes.

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Imagen que muestra la zona atmosférica templada en la que podrían existir microbios aéreos en Venus.
Imagen que muestra la zona atmosférica templada en la que podrían existir microbios aéreos en Venus.
Imagen: Jane S. Greaves et al., 2020.

Aquí en la Tierra, se pueden encontrar microbios flotando en las nubes, pero las nubes de nuestro planeta no duran mucho. En Venus, sin embargo, las nubes son permanentes, como explicó Seager. Es más, la capa de nubes media e inferior de Venus, alrededor de 53 a 62 kilómetros sobre la superficie, es una zona templada en la que la temperatura ronda los 30 grados Celsius. Este podría ser un hábitat para microbios vivos y “pensamos que podría ser un buen lugar para buscar señales de vida”, dijo Greaves.

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Según los cálculos de los investigadores, si los microbios venusianos están trabajando a aproximadamente el 10% de la eficiencia máxima de los de la Tierra, la tasa observada de fosfina a 20 partes por 1.000 millones es posible. Se necesitaría una población continua de estos microorganismos hipotéticos, ya que la fosfina se degrada rápidamente y debe reponerse.

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Quedan muchas preguntas sin respuesta. Por ejemplo, si bien existe una zona templada en la atmósfera, el 80% de esta capa de nubes es ácido sulfúrico, que fácilmente destruiría la fosfina. Es “muy difícil saber cómo algo podría sobrevivir en este entorno”, dijo Greaves.

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La presencia de fosfina en Venus “sugiere que existe un mecanismo desconocido que repone constantemente la fosfina”, explicó Kevin Heng, un astrofísico de la Universidad de Berna que no participó en el nuevo estudio, en un correo electrónico.

No se sabe si este mecanismo está asociado con la luz ultravioleta del Sol (un proceso fotoquímico) o con rocas en la superficie (geoquímica), o con la vida misma (bioquímica), dijo.

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“No se debe precipitarse a la conclusión de que es bioquímico, porque la evidencia actual no respalda esta teoría como la única conclusión”, dijo Heng. “Los autores fueron cuidadosos al afirmar esta conclusión. Es un trabajo sólido de un grupo sólido de autores”.

Stephen Kane, profesor asociado de astronomía y astrofísica planetaria en la Universidad de California, Riverside, describió el nuevo resultado como “fascinante”.

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“La posibilidad de vida en las nubes amplía el trabajo reciente que sugiere que Venus tenía océanos en la superficie de agua líquida hasta hace relativamente poco tiempo, hace unos 1.000 millones de años”, explicó en un correo electrónico. “En otras palabras, la biología en la atmósfera podría ser los últimos miembros supervivientes de una biosfera venusiana anterior. Si se confirma que es el resultado de la vida en las nubes, este resultado sería una lección extraordinaria sobre cómo la vida realmente puede adaptarse a todos los nichos disponibles dentro de un entorno”, dijo Kane, que no está afiliado a la nueva investigación.

El resultado también es importante, dijo, porque la firma biológica propuesta, la fosfina, también podría aplicarse a la búsqueda de vida en exoplanetas distantes.

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“Para esos casos, no podremos viajar a esos planetas para validar los resultados de las detecciones de biofirmas postuladas”, dijo Kane. “Venus es, por definición, el planeta más cercano a la Tierra, por lo que presenta una oportunidad para probar una afirmación de firma biológica a partir de datos in situ [de origen local]”.

“Nuestra comprensión de la química atmosférica se basa en la comprensión relativamente limitada de nuestra propia atmósfera. Tenemos mucho que aprender sobre química en condiciones similares a las de Venus”, escribió Colin Wilson, del Departamento de Física Atmosférica, Oceánica y Planetaria de la Universidad de Oxford, en un correo electrónico. “No creo que haya vida en Venus, pero al menos podremos ir allí con misiones de naves espaciales, dentro de la próxima década o dos, y responder la pregunta de manera concluyente”, dijo Wilson, quien tampoco participó en la nueva investigación.

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Efectivamente, una misión a Venus sería el siguiente paso lógico. La buena noticia es que la NASA está considerando múltiples misiones a Venus, incluyendo sondas con forma de raya y globos gigantes. De repente, Venus se ha graduado de uno de los lugares menos probables del sistema solar para albergar vida a un objetivo excepcionalmente tentador en la búsqueda de vida extraterrestre. Hasta entonces, debemos tener cuidado de sacar conclusiones precipitadas.

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