Las nubes de Venus son demasiado secas y ácidas para la vida

Zoom / La densa atmósfera ultravioleta de Venus fue fotografiada en 1979 por el Pioneer Venus Orbiter.

El año pasado, un estudio causó sensación al señalar la presencia de una sustancia química que se ha sugerido como un posible indicador de vida. Encontrado en la atmósfera de Venus. Si bien las condiciones infernales en la superficie del planeta excluyen la existencia de cualquier tipo de vida allí, un ambiente más suave sigue siendo posible en las nubes del planeta, muy por encima de su superficie. Por lo tanto, no se podía descartar de inmediato la posibilidad de que el químico indicara vida.

En los meses siguientes, otros investigadores pone en duda al afirmar que la sustancia química estuvo siempre presente. Hoy, se publica un artículo de investigación que indica que las condiciones en las nubes de Venus no son de ninguna manera compatibles con la vida, incluso a una distancia similar a la de la Tierra. Aunque las temperaturas en las nubes son mucho más suaves, no hay suficiente agua para sustentar la vida, y la mayor parte de lo que contienen las gotas consiste principalmente en ácido sulfúrico.

establecer límites

En una conferencia de prensa anunciando los hallazgos, John Hallsworth de la Queen’s University de Belfast dijo que el nuevo trabajo se inspiró en el aparente descubrimiento de fosfina en la atmósfera de Venus. Él y sus colaboradores se dieron cuenta de que dos áreas de investigación se habían combinado para crear otras formas de examinar las posibilidades de vida en Venus. Uno fue un estudio de la vida en condiciones extremas en la Tierra, impulsado en parte por los esfuerzos de la NASA para determinar la mejor manera de proteger a Marte de la contaminación de las sondas que enviamos allí.

El segundo también fue impulsado por la NASA: enviamos sondas a las atmósferas de algunos planetas y fotografiamos otros. Aunque estos sensores no buscaron vida específicamente, proporcionaron mediciones directas de cosas como la temperatura y la presión, que establecen límites en cosas como la cantidad de agua en la atmósfera y la forma que tomaría.

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Con respecto a Venus, las personas han identificado organismos que pueden mantener el metabolismo dentro de diferentes límites: temperatura, acidez, contenido de agua. Dado que la temperatura cambia con la altitud, la primera establece límites a las altitudes que se pueden observar. Los dos últimos son importantes porque se cree que Venus es un planeta muy seco, cuyas nubes no son generadas por agua condensada sino por la presencia de gotas de ácido sulfúrico que contienen algo de agua.

El poseedor del récord mundial de supervivencia en condiciones de sequía es actualmente un hongo tolerante a la sal, que puede metabolizar y sufrir divisiones celulares con muy poca agua. Los científicos determinan la cantidad de agua disponible mediante una medida llamada actividad del agua. En condiciones simples como una atmósfera húmeda, esto es lo mismo que la humedad relativa: la cantidad de agua presente frente a la cantidad máxima de temperatura y presión. Pero también se puede medir de una manera que tenga en cuenta aspectos como las sales disueltas o la composición del hielo.

Para el ácido severo, hay un microbio que vive a un pH de -0.06, lo que equivale a que el ácido sulfúrico representa un poco más del 10 por ciento del peso de la solución (el resto es agua).

No todas las nubes traen lluvia

Aplicar esta información a las condiciones de Venus produce resultados desalentadores. Basándose en las mediciones de su atmósfera, los investigadores estimaron que la humedad relativa de Venus sería inferior al 0,4 por ciento, más de 100 veces menor que el récord mínimo tolerado por un organismo en la Tierra.

Si asume que la vida en Venus ha desarrollado formas de extraer agua de la escasa atmósfera, el ácido sulfúrico se convierte en un gran problema. Los investigadores estimaron que las gotas que se formaron alrededor del ácido sulfúrico contendrían tan poca agua que la concentración de ácido sulfúrico en peso sería del 78 por ciento, como mínimo. Las gotas se volverán máximas como ácido sulfúrico puro con un poco de agua.

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En este punto, la acidez del ácido sulfúrico es un problema menor que su capacidad para degradar químicamente las moléculas para formar nuevas moléculas de agua en las que disolverse. Una demostración gráfica de este proceso está disponible en este video, que muestra que el azúcar se convierte en carbono puro cuando se le quita el agua. Los autores del artículo de investigación enumeran todos los problemas que crea: “El ácido sulfúrico deshidrata los sistemas celulares, elimina el agua de las biomoléculas, reduce las interacciones hidrofóbicas y daña la integridad de la membrana plasmática”.

Con Venus descartado, los investigadores dirigieron su atención a otra parte del sistema solar. Las nubes de Marte están a temperaturas muy por debajo del punto donde el metabolismo se detiene por completo en la Tierra, según las mediciones realizadas por sondas que han pasado por su atmósfera. Como buena medida, cualquier agua presente es hielo que ha sido bombardeado con suficientes rayos ultravioleta para esterilizarlo. Así que también se descartaron las nubes de Marte.

¿Qué pasa con la Tierra y Júpiter?

También es posible que la atmósfera superior de la Tierra sea demasiado seca para albergar vida, pero la humedad relativa de la atmósfera inferior (la troposfera) puede variar entre cero y 100 por ciento. Sin embargo, la mayoría de las nubes en la troposfera tendrán una actividad acuosa compatible con la vida, lo que es consistente con los hallazgos de que una variedad de microbios probablemente sobreviven a los viajes a través de nubes que terminan entre sí.

Finalmente, el descubrimiento más inusual proviene de una mirada a Júpiter, que fue visitado por una sonda lanzada durante la misión Galileo. La sonda acaba de caer en un área seca de la atmósfera del planeta gigante, pero sabemos que las diferentes bandas de nubes pueden variar en composición, y algunas de ellas probablemente estén bastante húmedas. El amoníaco es una existencia compleja, pero está presente principalmente en altitudes más altas que aquellas en las que las temperaturas se encuentran dentro del rango biocompatible.

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Si bien existen muchas incertidumbres, la conclusión general es que es probable que haya suficiente agua para sustentar la vida en altitudes donde las temperaturas oscilan entre -30 ° C y 10 ° C.

Así es la vida

Los investigadores señalan que este mismo enfoque debería ayudarnos a observar la vida en grandes altitudes a medida que comenzamos a obtener detalles sobre las atmósferas de los exoplanetas. Sin embargo, no nos dirá nada sobre las condiciones de la superficie (aunque es probable que algunos de estos se puedan inferir de otros datos). “Ser capaz de determinar la habitabilidad potencial en base a eso me emociona personalmente”, dijo Hallsworth.

La otra cosa notable aquí es que esto se aplica a la vida tal como la conocemos: dependiente del agua, con un uso extensivo de hidrocarburos e interacciones hidrofílicas e hidrofóbicas. Otros líquidos tienen puntos de ebullición y congelación muy diferentes y preferirán usos químicos muy diferentes. Hasta ahora, no tenemos indicios de que se pueda formar vida dentro de él, pero sigue siendo una posibilidad emocionante. Como dijo Chris McKay del Centro de Investigación Ames de la NASA durante la conferencia de prensa, “Una parte de mí espera que cuando encontremos vida en otro lugar, sea realmente diferente”.

Astronomía natural, 2021. DOI: 10.1038 / s41550-021-01391-3 (Acerca de los DOI).

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