Mart: l'origen dels compostos orgànics descoberts al cràter Jezero

Viatgem a Mart primigeni. La nostra història comença fa uns 3.500 milions d'anys (Ma), quan un asteroid de diversos quilòmetres de diàmetre va excavar un cràter d'impacte a Mart (objectiu científic de la missió Perseverance).

En aqueix temps, el planeta roig posseïa una atmosfera densa i, malgrat això, aqueix asteroid va arribar a la superfície amb suficient energia per excavar l'immens cràter Jezero, d'uns 45 km de diàmetre. És ahí, a la vora d'un cràter marciano, on s'han trobat compostos orgànics. D'on han sorgit?

Un llac on van poder sorgir formes de vida

En un dels marges de Jezero, fa uns 2.600 milions d'anys, desembocava un riu que va formar un delta al·luvial, la qual cosa va fer que siga objectiu astrobiològic prioritària de la NASA. No era per menys: el grau de deposició de materials suggereix que l'aigua va fluir en el cràter durant un temps prolongat. Podria ser que formara un llac en el seu interior, un entorn capaç d'albergar condicions hidrotermals amb recursos i potencial perquè sorgiren formes de vida.

Les nombroses missions per cartografiar Mart han permés caracteritzar el seu complex entorn geològic, recopilat pel US Geological Survey.

L'evidència del paper de l'aigua és clau perquè certs dipòsits minerals, exposats a aqueix entorn aquós, s'alteraren, i pogueren augmentar la complexitat orgànica.

Ara, la rellevància astrobiològica de l'ocorregut comença a revelar-se. Un treball publicat recentment en Nature desvela els primers resultats composicionals dels minerals i compostos orgànics analitzats a Jezero pel rover Perseverance.

Les hipòtesis de l'origen de la matèria orgànica a Jezero

L'escenari d'hidrotermalisme a l'interior de Jezero es confirma ara en trobar la connexió entre els minerals d'alteració aquosa i els compostos orgànics trobats al seu voltant.

El descobriment és rellevant, i són diverses les hipòtesis que podrien explicar la presència de matèria orgànica a l'entorn al·luvial de Jezero.

Una possibilitat és que la matèria orgànica sorgeixi perquè l'aigua va alterar certs minerals reactius o bé per la reducció electroquímica del diòxid de carboni que dominava l'atmosfera.

Una altra possibilitat podria ser la sedimentació progressiva de materials que vingueren de fora, com la pols interplanetària o les condrites carbonaces. I, finalment, també podria ser conseqüència d'un origen biòtic, és a dir, organismes vius, en el cas que allí sorgiren.

La possibilitat d'una síntesi abiótica, per alteració aquosa

En els meteorits condrítics existeixen minerals reactius que, en presència d'aigua calenta i amides, poden produir reaccions catalitzadores de compostos orgànics. De fet, en col·laboració amb un equip italià liderat per Raffaele Saladino, vam descobrir la capacitat catalítica dels meteorits condrítics en aqueixes condicions.

En el cas de Jezero, l'enorme projectil que va excavar el cràter va poder dipositar quantitats significatives de metall i sulfurs que serien reactius a un entorn aquós. En aqueixes condicions, els processos catalítics que describim tindrien la capacitat de sintetitzar els compostos orgànics detectats.

A favor d'aquesta hipòtesi abiótica s'ha trobat una associació entre determinats minerals i el material orgànic, en aqueix cas de naturalesa aromàtica. Per a això s'ha emprat un espectròmetre de fluorescència i Raman del rang ultraviolat profund (DUV) anomenat SHERLOC, dissenyat per a mapejar la distribució de molècules orgàniques i els minerals en superfícies rocoses a una resolució de 100 micres. Tampoc és una sorpresa donat que existeixen diversos meteorits marcians que revelen precisament la presència de carbonats i compostos orgànics en entorns superficials banyats en aigua.

La arribada de materials carbonacis des del cinturó d'asteroides

Una altra possibilitat a considerar és el important flux de meteorits que arribava a Mart llavors. Aquells del tipus de condrita carbonacis posseïxen entre un 1 i un 5 % en massa de matèria orgànica, i podrien haver aportat els compostos orgànics trobats a Jezero, inclòs el propi projectil que va excavar el cràter. En aqueix cas haurien de trobar-se aqueixos materials orgànics dispersos o associats a minerals xocats, respectivament. No sembla l'escenari preferit, encara que no podem obviar la magnitud rellevant del flux meteorític donat que Mart fou la barrera inferior del cinturó principal d'asteroides que alberga milions d'aquests cossos rocosos, metàl·lics i metàl·lics.

Per a verificar aqueix escenari és fonamental l'anàlisi en laboratoris terrestres de les mostres dipositades per Perseverance en la superfície de Mart, just esperant que la pròxima missió Mars Sample Return (MSR) puga ser executada per la NASA per a recuperar-les.

Podrien existir formes de vida que crearen els compostos orgànics de Jezero?

Cabria la possibilitat que la vida sorgira també a Mart en aqueixos entorns hidrotermals, tal com sospitem va poder ocórrer a la Terra.

Si així fóra, els microorganismes es basarien en la química orgànica i créixerien unint cadenes de carboni. De fet, una possible evidència podria ser la detecció de sals orgàniques entre les mostres analitzades per Perseverance, possibles productes d'oxidació i radiòlisi de la matèria orgànica, que ja s'havien trobat en altres entorns marcians. Tot i així, no hi ha evidència concloent i requereix verificar les mostres seleccionades.

Òbviament, amb el pas dels eons la matèria orgànica es degrada. Després de secar-se aqueix entorn aquós fa potser uns 2.500 Ma, i arribant Perseverance milers de milions d'anys després, hauria quedat només una evidència biaixada per l'entorn extrem al qual aqueixos sediments s'han trobat sotmesos des d'aleshores.

Trobar evidència fòssil serà difícil donat que l'entorn ha sigut alterat i erosionat pel vent, i, a més, els materials superficials han sigut exposats a la radiació extrema.

Al llarg dels eons, en planetes sense atmosfera densa, els materials orgànics tendeixen a descompondre's, ionitzats en un entorn exposat als raigs còsmics i solars.

Així doncs, els resultats de Perseverance brinden valuosa informació sobre el passat de Jezero.

El planeta roig posseïx potencial per haver vist el sorgiment de formes de vida a l'inici dels seus dies, encara que, si així fóra, el canvi dràstic en les seues condicions superficials va poder ser dramàtic si va ser tan brusc com per a no permetre que aqueixos organismes buscaren niu profund per a continuar evolucionant.

En un segle en què es planegen les primeres missions tripulades al planeta roig és possible que trobem entorns prometedors per a una exploració en major extensió i profunditat per astronautes entrenats per a açò.

Per ara, els retalls que el govern americà està exigint a la NASA posen en risc la pròpia missió de retorn de mostres (Mars Sample Return, MSR) que pretén recuperar aqueixes mostres imprescindibles que Perseverance ha deixat a Jezero. Ojalà puguen ser retornades, perquè qui sap els secrets que podrien desvetlar-nos en els nostres laboratoris?