Redacción NM
El metano es mejor conocido como un poderoso gas de efecto invernadero, pero podría ser un signo más confiable de vida más allá de la Tierra que el oxígeno, afirma un nuevo estudio.
Según investigadores de California, la detección de metano en la atmósfera de otro planeta podría considerarse una «señal de vida más convincente».
El metano (CH4) es uno de los pocos signos potenciales de vida, o ‘biofirmas’, que podrían detectarse fácilmente con el telescopio espacial James Webb (JWST).
JWST podría detectar diferentes longitudes de onda infrarrojas que indican sustancias químicas como el agua y el metano presentes en la atmósfera de ‘exoplanetas’, planetas fuera de nuestro sistema solar.
JWST podría ayudar a revelar si el metano proviene de una fuente biológica (un organismo vivo) o de una fuente no biológica (como un volcán) en un exoplaneta.
El metano (CH4) es uno de los pocos signos potenciales de vida, o ‘biofirmas’, que podrían detectarse fácilmente con el telescopio espacial James Webb (JWST, representado aquí en el espacio)
El metano en la atmósfera de un planeta puede ser un signo de vida si se pueden descartar las fuentes no biológicas. Esta ilustración resume las fuentes abióticas conocidas de metano en la Tierra, incluida la liberación de gases de los volcanes, las reacciones en entornos como las dorsales oceánicas, los respiraderos hidrotermales y las zonas de subducción, y los impactos de asteroides y cometas.
El nuevo estudio fue dirigido por investigadores de la Universidad de California, Santa Cruz, con el apoyo de la NASA.
«A menudo se habla del oxígeno como una de las mejores firmas biológicas, pero probablemente será difícil de detectar con JWST», dijo Maggie Thompson, estudiante de posgrado en astronomía y astrofísica en UC Santa Cruz (UCSC) y autora principal del nuevo estudio.
El metano se absorbe más fuertemente en longitudes de onda del rojo infrarrojo cercano (1-3 um), donde JWST es más sensible.
En nuestro planeta, el material del manto de la Tierra (su capa limitada por debajo por un núcleo y por encima por una corteza) se une con el oxígeno atmosférico, sacándolo de la atmósfera.
Si existen otros planetas rocosos con procesos similares, es posible que no tengan mucho oxígeno detectable en su atmósfera, pero aún albergan algún tipo de vida biológica.
Esta es una de las razones por las que los científicos planetarios se centran en cambio en el metano cuando buscan vida en otros planetas.
El metano, un poderoso gas de efecto invernadero, es conocido por su presencia en eructos y pedos, especialmente del ganado.
En la Tierra, el metano también se produce por la descomposición bacteriana de la materia vegetal bajo el agua. volcanes y respiraderos en el fondo del océano.
Los investigadores se refieren al metano como una ‘biofirma’, un elemento que es indicativo de vida pasada o presente. El metano es potencialmente el único gas de firma biológica detectable en las atmósferas de los planetas rocosos con JWST, dicen.
Aunque los procesos no biológicos también pueden generar metano, se cree que la actividad biológica podría ser la fuente de metano en la atmósfera de un planeta rocoso, si se marcan ciertas casillas químicas y biológicas.
A pesar de algunos estudios previos sobre firmas biológicas de metano, no se ha realizado una evaluación actualizada de las condiciones planetarias necesarias para que el metano sea una firma biológica.
«Queríamos proporcionar un marco para interpretar las observaciones, por lo que si vemos un planeta rocoso con metano, sabemos qué otras observaciones se necesitan para que sea una firma biológica persuasiva», dijo Thompson.
Para el estudio, el equipo examinó una variedad de fuentes no biológicas de metano que se ven en la Tierra: volcanes, reacciones en las dorsales oceánicas, respiraderos hidrotermales, zonas de subducción tectónica e impactos de cometas o asteroides.
En la Tierra, las actividades humanas que emiten metano incluyen la cría de ganado y los humedales naturales (foto de archivo)
Para cada fuente de metano, el equipo evaluó su potencial para mantener una atmósfera rica en metano en un planeta rocoso.
Debido a que las reacciones fotoquímicas (aquellas iniciadas por la absorción de energía de la luz) destruyen el metano atmosférico, debe reponerse constantemente para mantener niveles altos.
«Si detecta una gran cantidad de metano en un planeta rocoso, por lo general necesita una fuente masiva para explicar eso», dijo el coautor del estudio, Joshua Krissansen-Totton, de la UCSC.
«Sabemos que la actividad biológica crea grandes cantidades de metano en la Tierra, y probablemente también lo hizo en la Tierra primitiva porque producir metano es algo bastante fácil de hacer metabólicamente».
Sin embargo, las fuentes no biológicas no podrían producir tanto metano sin revelar también la presencia de otros gases y, a su vez, su identidad como fuentes no biológicas.
Por ejemplo, la liberación de gases de un volcán (una fuente no biológica) agregaría tanto metano como monóxido de carbono a la atmósfera; por el contrario, la actividad biológica tiende a consumir fácilmente monóxido de carbono.
En general, los investigadores descubrieron que los procesos no biológicos no pueden producir fácilmente atmósferas planetarias habitables que sean ricas tanto en metano como en dióxido de carbono (CO2) y que tengan poco o nada de monóxido de carbono.
Por esa razón, es más probable que el metano atmosférico se considere un fuerte indicio de vida en un planeta rocoso si la atmósfera también tiene CO2 y si el metano es más abundante que el monóxido de carbono.
En un conjunto particular de circunstancias, se podría presentar un caso persuasivo a favor de la actividad biológica como fuente de metano en la atmósfera de un planeta rocoso. En la foto se muestra la impresión de un artista de cómo se vería un planeta rocoso, similar a la Tierra.
«Para determinar si hay vida en un planeta, debe considerar su geoquímica, cómo interactúa con su estrella y los muchos procesos que pueden afectar la atmósfera de un planeta en escalas de tiempo geológicas», dijo Thompson.
El estudio también considera una variedad de posibilidades de ‘falsos positivos’, resultados que podrían indicar incorrectamente vida extraterrestre, y proporciona pautas para evaluar las biofirmas de metano.
«Hay dos cosas que podrían salir mal: podría malinterpretar algo como una firma biológica y obtener un falso positivo, o podría pasar por alto algo que es una firma biológica real», dijo Krissansen-Totton.
«Con este documento, queríamos desarrollar un marco para ayudar a evitar ambos errores potenciales con el metano».
Agregó que todavía queda mucho trabajo por hacer para comprender completamente cualquier detección futura de metano.
«Este estudio se centra en los falsos positivos más obvios para el metano como firma biológica», dijo.
“Las atmósferas de los exoplanetas rocosos probablemente nos sorprenderán y tendremos que ser cautelosos en nuestras interpretaciones.
«El trabajo futuro debería tratar de anticipar y cuantificar mecanismos más inusuales para la producción de metano no biológico».
El estudio ha sido publicado hoy en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
