Si la vida es abundante en el universo, el metano atmosf\u00e9rico puede ser el primer signo de vida m\u00e1s all\u00e1 de la Tierra detectable por los astr\u00f3nomos. Aunque los procesos no biol\u00f3gicos pueden generar metano, un nuevo estudio realizado por cient\u00edficos de la Universidad de California en Santa Cruz (UC Santa Cruz) establece un conjunto de circunstancias en las que se podr\u00eda presentar un caso convincente a favor de la actividad biol\u00f3gica como fuente de metano en la atm\u00f3sfera de un planeta rocoso.<\/p>\n\n\n\n
Esto es especialmente notable porque el metano es uno de los pocos signos potenciales de vida, o “biofirmas”, que podr\u00edan detectarse f\u00e1cilmente con el Telescopio Espacial James Webb, que comenzar\u00e1 las observaciones a finales de este a\u00f1o.<\/p>\n\n\n\n
“A menudo se habla del ox\u00edgeno como una de las mejores firmas biol\u00f3gicas, pero probablemente ser\u00e1 dif\u00edcil de detectar con JWST”, dijo Maggie Thompson, estudiante de posgrado en astronom\u00eda y astrof\u00edsica en la UC Santa Cruz y autora principal del nuevo estudio.<\/p>\n\n\n\n
A pesar de algunos estudios previos sobre biofirmas de metano, no se ha realizado una evaluaci\u00f3n actualizada y dedicada de las condiciones planetarias necesarias para que el metano sea una buena biofirma. “Quer\u00edamos proporcionar un marco para interpretar las observaciones, por lo que si vemos un planeta rocoso con metano, sabemos qu\u00e9 otras observaciones se necesitan para que sea una firma biol\u00f3gica persuasiva”, dijo Thompson.<\/p>\n\n\n\n
Publicado el 28 de marzo en Proceedings of the National Academy of Sciences, el estudio examina una variedad de fuentes no biol\u00f3gicas de metano y eval\u00faa su potencial para mantener una atm\u00f3sfera rica en metano. Estos incluyen volcanes, reacciones en entornos tales como dorsales oce\u00e1nicas, fumarolas hidrotermales y zonas de subducci\u00f3n tect\u00f3nica; e impactos de cometas o asteroides.<\/p>\n\n\n\n
El caso del metano como firma biol\u00f3gica se deriva de su inestabilidad en la atm\u00f3sfera. Debido a que las reacciones fotoqu\u00edmicas destruyen el metano atmosf\u00e9rico, debe reponerse constantemente para mantener niveles altos.<\/p>\n\n\n\n
“Si detecta una gran cantidad de metano en un planeta rocoso, por lo general necesita una fuente masiva para explicar eso”, dijo el coautor Joshua Krissansen-Totton, miembro de Sagan en la UCSC. “Sabemos que la actividad biol\u00f3gica crea grandes cantidades de metano en la Tierra, y probablemente tambi\u00e9n lo hizo en la Tierra primitiva porque producir metano es algo bastante f\u00e1cil de hacer metab\u00f3licamente”.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, las fuentes no biol\u00f3gicas no podr\u00edan producir tanto metano sin generar tambi\u00e9n pistas observables sobre sus or\u00edgenes. La desgasificaci\u00f3n de los volcanes, por ejemplo, agregar\u00eda tanto metano como mon\u00f3xido de carbono a la atm\u00f3sfera, mientras que la actividad biol\u00f3gica tiende a consumir f\u00e1cilmente mon\u00f3xido de carbono. Los investigadores descubrieron que los procesos no biol\u00f3gicos no pueden producir f\u00e1cilmente atm\u00f3sferas planetarias habitables ricas en metano y di\u00f3xido de carbono y con poco o nada de mon\u00f3xido de carbono.<\/p>\n\n\n\n
El estudio enfatiza la necesidad de considerar el contexto planetario completo al evaluar posibles firmas biol\u00f3gicas. Los investigadores concluyeron que, para un planeta rocoso que orbita una estrella similar al Sol, es m\u00e1s probable que el metano atmosf\u00e9rico se considere un fuerte indicio de vida si la atm\u00f3sfera tambi\u00e9n tiene di\u00f3xido de carbono, el metano es m\u00e1s abundante que el mon\u00f3xido de carbono y las composiciones planetarias extremadamente ricas en agua pueden descartarse.<\/p>\n\n\n\n
“Una mol\u00e9cula no te dar\u00e1 la respuesta, debes tener en cuenta el contexto completo del planeta”, dijo Thompson. “El metano es una pieza del rompecabezas, pero para determinar si hay vida en un planeta, debes considerar su geoqu\u00edmica, c\u00f3mo interact\u00faa con su estrella y los muchos procesos que pueden afectar la atm\u00f3sfera de un planeta en escalas de tiempo geol\u00f3gicas”.<\/p>\n\n\n\n
El estudio considera una variedad de posibilidades de “falsos positivos” y proporciona pautas para evaluar las biofirmas de metano.<\/p>\n\n\n\n
“Hay dos cosas que podr\u00edan salir mal: podr\u00eda malinterpretar algo como una firma biol\u00f3gica y obtener un falso positivo, o podr\u00eda pasar por alto algo que es una firma biol\u00f3gica real”, dijo Krissansen-Totton. “Con este documento, quer\u00edamos desarrollar un marco para ayudar a evitar ambos errores potenciales con el metano”.<\/p>\n\n\n\n
Agreg\u00f3 que todav\u00eda queda mucho trabajo por hacer para comprender completamente cualquier detecci\u00f3n futura de metano. “Este estudio se centra en los falsos positivos m\u00e1s obvios para el metano como firma biol\u00f3gica”, dijo. “Las atm\u00f3sferas de los exoplanetas rocosos probablemente nos sorprender\u00e1n, y tendremos que ser cautelosos en nuestras interpretaciones. El trabajo futuro deber\u00eda tratar de anticipar y cuantificar mecanismos m\u00e1s inusuales para la producci\u00f3n de metano no biol\u00f3gico”.<\/p>\n\n\n\n
Adem\u00e1s de Thompson y Krissansen-Totton, los coautores del art\u00edculo incluyen a Jonathan Fortney, profesor de astronom\u00eda y astrof\u00edsica en la UCSC, Myriam Telus, profesora asistente de ciencias planetarias y de la Tierra en la UCSC, y Nicholas Wogan en la Universidad de Washington, Seattle.<\/p>\n\n\n\n