Crean en la Tierra un nuevo tipo de «mineral» extraterrestre

El descubrimiento ayuda a los investigadores a comprender qué podría albergar la superficie de Titán, la extraña luna de Saturno.martes, 10 de diciembre de 2019

Morgan Cable recrea entornos alienígenas en miniatura. Puede fabricar un lago del tamaño de un vaso de chupito, desencadenar chorritos de lluvia e improvisar otras maravillas para imitar la superficie de Titán, la luna de Saturno. En este mundo lejano, las temperaturas descienden a cientos de grados bajo cero y los ríos de etano y metano líquido esculpen valles en un paisaje gélido de hielo de agua.

«En cierto modo, podemos tocar Titán en el laboratorio aunque se encuentre a millones de kilómetros», afirma Cable, científica del grupo de astrobiología y planetas oceánicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

Aunque llevan años trabajando con este tipo de reconstrucciones de mundos en miniatura, el último facsímil de Titán que ha creado el equipo está causando sensación: mezclando acetileno y butano de forma novedosa, han creado un tipo de «mineral» desconocido. La nueva sustancia no entraría en la definición de mineral terrestre, ya que habría que confirmar que puede formarse en la naturaleza. Es más bien lo que técnicamente llaman «cocristal».

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Es improbable que esta sustancia pueda formarse de forma natural en la Tierra, pero podría ser abundante en la superficie con hidrocarburos de Titán, según informan los científicos en la revista ACS Earth and Space Chemistry. De ser así, el descubrimiento ofrece nuevas vías para investigar la evolución y los entornos de esta luna intrigante e incluso su potencial para albergar vida diferente a la observada en la Tierra.

«Cruzamos los dedos para que acabara haciendo algo interesante», cuenta Cable sobre el experimento.

Combinando sustancias de Titán

Hace años, Cable y sus colegas empezaron a leer acerca de las curiosas formaciones en torno a los lagos de hidrocarburos de Titán. Los datos de la misión Cassini de la NASA a Saturno sugerían que, cuando los lagos se secan, queda una sustancia misteriosa parecida al anillo espumoso que queda cuando se vacía una bañera. El equipo se preguntó de qué estarían compuestos esos restos.

Los investigadores partieron de la idea de que debía de ser la sustancia menos soluble en los lagos de metano y etano de Titán. Así que se centraron en el benceno y el etano, que se resisten a mezclarse como el aceite y el agua. Su razonamiento fue el siguiente: si parte del líquido del lago se evaporase, el benceno sería lo primero que quedaría.

En el laboratorio, la mezcla de ambos compuestos formó cristales. A continuación, el equipo disparó láseres a los cristales y documentó lo que se reflejaba, un método denominado espectroscopia Raman, que puede revelar información sobre las interacciones entre las moléculas y la naturaleza de sus vínculos químicos.

«Uno de mis colegas echó un vistazo al espectro y me dijo: “Mmm, qué raro”», recuerda Cable. Al parecer, el benceno se dispuso alrededor del etano formando un cristal orgánico insólito. Ante este alentador resultado, el equipo empezó a probar con otras combinaciones de sustancias de Titán para ver qué se formaba.

Para su último trabajo, recurrieron a dos sustancias que probablemente sean habituales en la superficie de la luna: el acetileno y el butano. Ambos compuestos son gaseosos a temperatura y presión ambiente, así que los bombearon en una pequeña cámara de congelación donde los gases se toparon con un portaobjetos frío. Allí se condensaron y se dispusieron en los nuevos cocristales.

El equipo también tenía curiosidad por comprobar la estabilidad de la sustancia con las temperaturas y las presiones de la superficie de Titán. Resulta que es bastante estable. Intentaron verter etano líquido sobre los cristales, como ocurriría durante un chaparrón en Titán, y los cocristales conservaron su estado sólido.

Llega la misión Dragonfly

Según Baptiste Journaux, científico de la Universidad de Washington que no participó en el estudio, el descubrimiento representa un cambio hacia un pensamiento científico más complejo respecto a estos mundos lejanos.

«No puedes entender la Tierra si no tienes en cuenta su diversidad química y mineralógica», afirma. «No puedes entender por qué hay montañas, volcanes, tipos diferentes de corteza, por qué se produce la convección».

Eso mismo se aplica a otros planetas y satélites. Y Titán en particular nos resulta bastante familiar a los terrícolas debido a su complejidad ambiental: hay dunas ondulantes a lo largo del ecuador, «guijarros» de hielo repartidos por sus llanuras, y lagos y mares se expanden sobre su superficie. Incluso puede formarse espuma en los bordes de los lagos. Pero la química de Titán es muy diferente a la terrestre, ya que alberga un abanico tóxico de compuestos orgánicos en el ambiente.

Si el nuevo mineral existe realmente en Titán, ser capaz de crearlo y manipularlo en el laboratorio podría contribuir a explicar cómo se forman y evolucionan los rasgos físicos de la luna. Es más, los microbios terrestres que se alimentan de acetileno puede extraer energía de este compuesto orgánico. Quizá este posible mineral de Titán sirva de fuente de alimento concentrada para los microbios extraterrestres, aunque cualquier conversación sobre la vida extraterrestre en Titán sigue siendo pura especulación. Journaux, que también forma parte del Instituto de Astrobiología de la NASA, advierte que solo porque un entorno parezca habitable no significa que esté habitado.

«Me entusiasma mucho este trabajo, es genial», afirma Martin Rahm, profesor adjunto de química teórica en la Universidad de Tecnología de Chalmers, Suecia. «Parece haber muy pocas personas haciendo este tipo de trabajo y sospecho que quedan muchos cocristales por descubrir».

Los investigadores podrán recabar más información gracias al lanzamiento de la misión Dragonfly de la NASA, un cuadricóptero doble que aterrizará en Titán en 2034. Entre tanto, el equipo quiere seguir explorando las mezclas de compuestos de Titán y quizá se atrevan con combinaciones más complejas de tres sustancias orgánicas. También quieren estudiar las propiedades de estos cocristales y quizá puedan predecir cuándo podrían formarse otros en la naturaleza.

«Aún no hemos terminado», afirma Cable. «Ahora mismo, nos estamos divirtiendo mucho mezclando cosas en el laboratorio y viendo qué ocurre».

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.
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