Por Tim Stephens
publicado n/a UC Santa Cruz
Si la vida es abundante en el Universo, el metano atmosférico podría ser el primer signo de vida en la Tierra detectado por los astrónomos. Dado que los procesos no biológicos pueden generar metano, un nuevo estudio realizado por científicos de UC Santa Cruz establece un conjunto de circunstancias bajo las cuales se puede presentar un caso convincente a favor de la actividad biológica como fuente de metano en la atmósfera de un planeta rocoso.
También es particularmente notable porque el metano es uno de los posibles signos de vida, o «biomateriales», que puede detectar fácilmente el Telescopio Espacial James Webb (JWST), que comenzará las observaciones a finales de este año. .
“El oxígeno se cita con frecuencia como una de las mejores biotintas, pero es probable que sea difícil de detectar como un JWST”, dice Maggie Thompson, estudiante de posgrado en astronomía y astrofísica en la UC Santa Cruz (EE. UU.) y autora principal del estudio. nuevo estudio .
A pesar de algunos estudios previos de bioensayos de metano, no hubo una evaluación dedicada y actualizada de las condiciones planetarias necesarias para que el metano forme un buen bioensayo. «Queríamos proporcionar un marco para interpretar las observaciones, de modo que si viéramos un planeta rocoso con metano, sabríamos qué otras observaciones se necesitan para convertirlo en un bioensayo convincente», dice Thompson.
publicado en la revista procedimientos de la Academia Nacional de CienciasEl estudio examina una variedad de fuentes no biológicas de metano y da fe de su potencial para mantener una atmósfera rica en metano. Estos incluyen vulcões; reacciones en ambientes como dorsales meso-oceánicas, fumarolas hidrotermales y zonas de subducción tectónica; e impactos de cometas o asteroides.
El argumento a favor del metano como bioasinatura se deriva de su inestabilidad en la atmósfera. Como las reacciones fotoquímicas destruyen el metano atmosférico, debe reponerse constantemente para mantener niveles altos.
«Se ha detectado una gran cantidad de metano en un planeta rocoso, por lo general se necesita una gran fuente para explicar eso», dice el coautor Joshua Krissansen-Totton, Sagan Fellow en UCSC. «Sabemos que la actividad biológica crea grandes cantidades de metano en la Tierra, y probablemente también en la Tierra primitiva, porque producir metano es algo bastante fácil de hacer metabólicamente».
Las fuentes no biológicas, sin embargo, no podrían producir tanto metano sin generar también evidencia de sus orígenes. La liberación de gases de los volcanes, por ejemplo, agregaría metano y monóxido de carbono a la atmósfera, ya que la actividad biológica tiende a consumir monóxido de carbono rápidamente. Los investigadores descubrirán que los procesos no biológicos no pueden producir fácilmente atmósferas planetarias habitables ricas en metano y dióxido de carbono y con poco o nada de monóxido de carbono.
El estudio destaca la necesidad de considerar todo el contexto planetario al evaluar posibles bioensayos. Los investigadores concluyeron que, para un planeta rocoso que orbita alrededor de una estrella similar al Sol, es más probable que el metano atmosférico se considere un fuerte indicio de vida si la atmósfera también contiene dióxido de carbono, o si el metano es más abundante que el monóxido de carbono, y extremadamente agua. -Se pueden descartar composiciones planetarias ricas.
“Una molécula no va a dar la respuesta, hay que tener todo en cuenta o el contexto del planeta”, dice Thompson. «O el metano es un pedazo de la cabeza rota, pero para determinar si hay vida en un planeta, hay que considerar su geoquímica, cómo interactúa con su estrella y los muchos procesos que pueden afectar la atmósfera del planeta». en escalas de tiempo geológico.
El estudio examina una variedad de posibilidades de «falsos positivos» y proporciona pautas para evaluar los bioensayos de metano.
«Hay dos cosas en las que podemos equivocarnos: puede malinterpretar algo como un bioensayo y obtener un falso positivo, o puede ignorar algo que es un bioensayo real», dice Krissansen-Totton. «Con este estudio, queríamos desarrollar un marco para ayudar a evitar estos dos posibles errores con el metano».
Queda mucho trabajo por hacer para comprender completamente las futuras detecciones de metano. “Este estudio se enfoca en los falsos positivos más obvios para el metano como bioensayo”, dice Ele. “Las atmósferas de los exoplanetas rocosos probablemente nos sorprenderán y tendremos que ser cuidadosos en nuestras interpretaciones. El trabajo futuro debería intentar anticipar y cuantificar mecanismos más inusuales de producción de metano no biológico”.