Pisar Marte podría arruinar la búsqueda de vida extraterrestre

28 de septiembre de 2016

Hace 20 años, los Estados Unidos celebraron su día de la Independencia enviando varios miles de invasores a la superficie de Marte.

El 4 de julio de 1997, el Mars Pathfinder aterrizó en una llanura del norte del planeta rojo conocida como Chryse Planitia (Planicies de Oro) llevando consigo a un pequeño rover llamado Sojourner, así como una gran cantidad de polizones: microbios terrestres.

¿Sobrevivió alguno de estos microbios? ¿Pudieron reproducirse y establecerse como los primeros colonizadores terrestres en ese mundo distante? Es altamente improbable, como aseguró al NASA en su momento, señalando que los científicos creían que “sería difícil mantener y cultivar vida en Marte”.

Eso es todavía cierto hoy en día. Durante los años transcurridos desde el aterrizaje del Pathfinder, los científicos han catalogado más de una docena de factores –desde la radiación a las toxinas del suelo– que convierten al planeta rojo en una trampa mortal para la mayor parte de los organismos terrestres.

Pero, como señaló la famosa película Parque Jurásico, en muchas ocasiones la vida encuentra su camino. Muchos biólogos han descubierto todo tipo de organismos en la Tierra que son capaces de sobrevivir en medios extremos, como en la gélida tundra ártica y los sequísimos desiertos. Además, otras sondas y rovers de Marte han encontrado áreas de planeta rojo, designadas como regiones especiales por la NASA, donde las condiciones medioambientales podrían fomentar el crecimiento de los microorganismos más resistentes.

Esto presenta un dilema: las regiones especiales donde la vida terrestre podría surgir son también las áreas en las que sería más probable encontrar vida alienígena en Marte. Eso significa que, a no ser que tengamos mucho, mucho cuidado, podríamos arruinar nuestra oportunidad de descubrir organismos extraterrestres simplemente yendo en su búsqueda.

“Es como buscar estrellas cuando sale el sol”, explica Catharine Conley, de la NASA. “Si quieres encontrar vida en Marte tienes que deshacerte de toda señal de vida terrestre para verla”.

Manteniendo la “marcianidad” de Marte

Durante sus 10 años en la NASA, Conley ha tenido un trabajo difícil y en ocasiones poco apreciado: mantener Marte limpio. Ella es la directora de la Oficina de Protección Planetaria, que tiene la tarea de evitar que los organismos alienígenas campen a sus anchas por los ecosistemas terrestres, así como evitar que los humanos pueblen involuntariamente otros planetas con organismos terrestres.

Los científicos, evidentemente, se han preocupado por la protección planetaria desde el inicio de la era espacial. Con el lanzamiento del Sputnik en 1957, parecía solo cuestión de tiempo que los Estados Unidos y la Unión Soviética empezarían a enviar naves a la Luna, Venus y Marte.

Algunos investigadores se dieron cuenta inmediatamente de que esta era una oportunidad sin precedentes para encontrar y estudiar organismos que habían evolucionado bajo circunstancias completamente diferentes. Esto posiblemente podría revelar modelos alternativos de vida que jamás sería posible encontrar en la Tierra. Pero esos mismos científicos estaban también preocupados por la contaminación biológica que podría arruinar esta labor.

Los defensores de la protección planetaria podrían citar numerosas pruebas históricas para justificar sus miedos. En el siglo XIV, unos barcos procedentes de Asia que transportaban ratas infestadas de pulgas trajeron la Peste Negra a Europa. Años después, los exploradores europeos introdujeron más de dos docenas de enfermedades en las Américas, lo que devastó las poblaciones indígenas. En décadas más recientes, las especies invasoras han demostrado cómo un único tipo de animal o planta puede causar estragos en un ecosistema entero.

Algunas voces de la comunidad científica pusieron en cuestión la confianza en sus homólogos soviéticos en particular para tomar las precauciones adecuadas.

“Los Estados Unidos y la Unión Soviética están comprometidos en un programa de exploración espacial independientemente de si les gusta o no a los biólogos”, escribió Wolf Vishniac en un editorial de 1964 publicado en la revista Science. 

Afortunadamente, las medidas de protección planetaria se incorporaron a la legislación internacional. El Tratado Sobre el Espacio Ultraterrestre de 1967 –que ha sido firmado y ratificado por todos los países que exploran el espacio– obliga a los países a evitar todo tipo de contaminación de la Luna y otros cuerpos celestes.

Cómo hacer una nave espacial 

Sobre la base de ese tratado, el Comité de Investigación Espacial (COSPAR, por sus siglas en inglés) ha elaborado una serie de pautas para esterilizar las naves, dependiendo del tipo de misión.

Por ejemplo, en las misiones de Categoría I (enviar una nave a un cuerpo celeste como el Sol) no se requieren medidas de protección planetaria. Sin embargo, si una nave se encuentra en órbita o sobrevolando un planeta que podría albergar vida –el caso de Marte o en la luna helada Europa de Júpiter– entonces se considera una misión de Categoría III y se requiere esterilización, por si la sonda colisiona de forma accidental en una superficie prístina. 

No existe ninguna forma de construir una nave espacial que esté totalmente libre de microbios, pero la NASA ha desarrollado una estrategia múltiple para sacar el mayor provecho posible de su lucha contra los gérmenes.

Para empezar, todos los componentes de la nave tienen un límite de no más de 500.000 esporas bacterianas –aproximadamente una décima parte de los que hay en una cucharadita de agua de mar–. Y el equipamiento destinado a aterrizar de forma segura en Marte –como un rover– tiene un límite de 300.000 esporas en las superficies expuestas.

Para el rover Curiosity, que aterrizó en Marte en agosto de 2014, los componentes se ensamblaron en una habitación limpia y se lavaban habitualmente con alcohol. Las partes que toleraban el calor extremo se “hornearon” a temperaturas entre los 110 y los 146 grados centígrados durante un total de 144 horas. La NASA también se aseguró de que el escudo de calor del Curiosity se calentara lo suficiente cuando descendiera a través de la atmósfera marciana, para así matar a la mayor parte de las esporas que llevaba. 

Esta, entre otras medidas, hizo posible limitar la cantidad de esporas del Curiosity a solamente 56.400 en las superficies del hardware del rover.

La NASA tomó la precaución adicional de excluir las regiones especiales de la lista de puntos de aterrizaje potenciales, incluyendo aquellas áreas de Marte que tienen hielo cerca de la superficie. Si el Curiosity hubiera aterrizado cerca de agua congelada, el resultado podría haber sido una sopa instantánea: el calor de su batería nuclear habría fundido el hielo, proporcionando un medio templado y húmedo en el que los microbios de la Tierra podrían haber vivido.

Para enviar un rover para explorar una región especial, la NASA tendría que clasificarlo como misión Categoría IVc. Eso requeriría los procedimientos de esterilización más estrictos posibles, que solo se han utilizado una vez en la agencia espacial.

Antes de su lanzamiento, la nave Viking se encontraba en lo que Conley describe como “cazuela gigante” y se calentó durante varios días a cerca de 110 grados. Aunque las naves espaciales son mucho más complejas hoy en día de lo que eran durante la época disco, Conley afirma que es perfectamente factible diseñar rovers y landers que puedan tolerar altas temperaturas.

“Para las misiones a Marte, el mayor desafío es que los diseñadores y planificadores de la misión escogieron no incluir los requerimientos de tolerancia al calor en primer lugar, y cuesta mucho más añadir esas funciones más tarde”, explica.

Los estudios llevados a cabo hace una década sugerían que los cambios tardíos en el diseño de tolerancia de altas temperaturas sumarían 100 millones de dólares al precio total de una misión. Pero, según Conley, el coste por misión es más barato según la agencia se va especializando en el diseño de hardware resistente al calor.

Seguir con vida

Suponiendo que algunos microbios sobrevivieron a esta agresión y consiguieron llegar a una región específica de Marte, ¿qué tipo de gérmenes estaríamos dejando en el planeta rojo?

Marte es un lugar hostil para la vida tal y como nosotros la conocemos: se han identificado 17 elementos “biocidas” en el planeta que podrían matar la mayoría de los microbios conocidos, o al menos dejarlos inactivos. Por ejemplo, dada la fina atmósfera y la falta de campo magnético global,  la luz solar es una de las fuerzas más mortíferas del planeta.

La extenuante radiación solar ultravioleta destruiría la mayoría de los microbios en la superficie del lander o rover en unas pocas horas. Incluso los de la parte inferior del rover, protegidos de la luz solar directa, morirían progresivamente durante los siguientes 50 a 100 días por exposición a la radiación UV reflejada por la superficie del planeta.

Sin embargo, no todos los microbios están condenados. Un pequeño número de ellos podría sobrevivir a la destrucción solar bajo las condiciones adecuadas según Andrew Schuerger, astrobiólogo de la Universidad de Florida cuyo laboratorio se encuentra junto al Centro Espacial Kennedy.

 “Si una parte de esa comunidad [bacteriana] se cubre con pintura o con residuos de líquidos de limpieza utilizados para pulir la nave durante el ensamblaje, entonces empiezan a estar protegidos” explica. Un rover podría verter entonces esporas viables en lugares donde podrían arraigar, por ejemplo, enterradas debajo de una capa protectora de tierra. 

“Sólo hace falta una fina capa de polvo de medio milímetro o incluso menos para atenuar por completo la radiación UV que cae sobre la superficie”, añade Schuerger.

En 2013, Schueger y sus compañeros experimentaron con 26 variedades de bacterias comúnmente encontradas en naves espaciales, incubándolas en una cámara que simulaba factores biocidas que se pueden encontrar en cualquier parte del planeta rojo: temperaturas frías y una atmósfera con bajas presiones compuesta sobre todo de dióxido de carbono. 

Sólo una de las 26 especies analizadas era capaz de multiplicarse y crecer: la Serratia liquefaciens, una bacteria común encontrada en la piel humana, en las plantas, e incluso en el queso. 

Schuerger considera que, cuando se expone a la S.liquefaciens a baja presión, algunos genes específicos activan un mecanismo biológico desconocido que permite que el organismo siga creciendo. Su laboratorio ha secuenciado y publicado el genoma bacteriano, animando a la comunidad científica a resolver el misterio. 

Un soplo de aire fresco

El equipo de Schuerger está también ampliando sus pruebas para ver cómo responden los organismos a otros factores biocidas. Ahora mismo están trabajando con una simulación de suelo marciano, parte del cual es rico en minerales salados. Estas sales son un factor emocionante y preocupante a la vez, ya que permiten la existencia de agua líquida en la superficie glacial marciana.

En 2009, los científicos de la NASA quedaron atónitos cuando observaron gotas de agua en una de las patas del Phoenix Lander, que aterrizó cerca del casquete glacial del norte del planeta. Los investigadores descubrieron que el perclorato de calcio, un tipo de sal común en el planeta rojo, derrite el hielo que toca. 

Teniendo en cuenta que el agua salada tiene un punto de congelación más alto que el agua pura, podría encontrarse en su forma líquida durante las estaciones cálidas de Marte, en las que las temperaturas están por encima de 12 ℃. El pasado septiembre, las imágenes obtenidas por la Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, sugerían que las vetas oscuras conocidas como Recurring Slope Lineae (RSL) estaban formadas por agua salada liquida que periódicamente fluye cuesta abajo por las abruptas paredes de los cráteres en algunas partes del planeta rojo. 

A principios de septiembre los científicos de la NASA anunciaron que podrían tener que modificar el recorrido del Curiosity debido a que podría contaminar una veta oscura (RSL) cuando empezase a escalar la montaña Aeolis Mons el mes que viene. 

Desde el punto de vista de la protección del planeta, a Conley le preocupan los organismos terrestres que puedan absorber agua del aire. Ella se refiere a un trabajo de campo que hizo en el Desierto de Atacama en Chile, uno de los lugares más secos de la tierra, con menos de 0.101 cm de lluvia al año. 

¿Qué ocurriría, por ejemplo, si una misión de avanzada llevase ciertas clases de bacterias causantes de la calcificación cuando se exponen al agua? Conley dice que, si esa bacteria pudiese sobrevivir en Marte, futuros exploradores en busca de agua líquida podrían encontrar en vez de eso que los acuíferos subterráneos se han convertido en cemento. 

¿Sobreprotectores?

Si conseguimos mantener Marte limpio para futuros exploradores humanos, no hay mucho que podamos hacer para prevenir la contaminación causada por los propios humanos. “Las fugas y errores ocurren, las cosas se rompen” dice Conley. 

La Sociedad Planetaria, dirigida por Bill Nye, cree que sería precipitado enviar humanos a Marte antes de hacer una búsqueda exhaustiva de signos de vida. Esta es la razón de que la organización apoye un acercamiento “primero en órbita”.

“Si mantenemos nuestros asquerosos sacos de carne en el espacio y teledirigimos robots estériles a la superficie, evitaremos la contaminación irreversible de Marte -así como confusiones en la respuesta a la pregunta de si estamos solos en el sistema solar- durante algo más de tiempo,” escribe la bloguera de Sociedad Planetaria Emily Lakdawalla.

Otros críticos se posicionan en el otro extremo, diciendo que la protección planetaria es innecesaria, un esfuerzo muy costoso que está ralentizando los esfuerzos por explorar el planeta rojo. Según sostienen, Marte ya se ha contaminado.

Un astrónomo de la Universidad Cornell y ambientalista de la Universidad Estatal de Washington expresó en un artículo en la publicación Nature Geoscience su visión de que los meteoritos lanzados desde la Tierra transfirieron vida terrestre a Marte hace millones, incluso billones de años. Si esos microbios no pudieron sobrevivir al entorno extraño, los científicos dicen que por consiguiente no deberíamos preocuparnos por que los organismos colonicen el planeta hoy en día. Y si hubieran sobrevivido, podríamos concluir que la vida en la Tierra está presente en Marte.

“Por lo tanto, es muy tarde para proteger Marte de la vida terrestre, y podemos moderar las políticas de protección del planetarias”, escriben los científicos. 

Sin embargo, para Conley la posibilidad de un intercambio de meteoritos sólo refuerza la idea de mantener Marte limpio.

“Se hace cada vez más difícil y más importante prevenir la contaminación de la Tierra si la vida en Marte está relacionada con la vida en la Tierra,” dice Conley. “Si somos totalmente distintos, entonces es fácil distinguir las diferencias. Si estamos relacionados y queremos estudiar la vida en Marte, entonces necesitamos asegurarnos de que no nos llevamos la vida de la Tierra con nosotros.”