PAPER MARS LIFE By MARIO ISAAC RIOS GAMBOA

ESTUDIO DE LAS CONDICIONES NECESARIAS PARA LA VIDA EN MARTE

RÍOS GAMBOA, Mario Isaac

I.E. P.N.P. TUPAC AMARU
Jr. Desaguadero 462, Cercado de Lima
http://marioisaac.blogspot.com/
mario_isaac96@hotmail.com

Resumen
El presente proyecto de investigación científica, establece las características y rasgos que harían posible la vida en Marte, a partir de la observación mediante telescopios, radiotelescopios, sondas espaciales y vehículos robotizados puestos en la superficie marciana. Se han detectado elementos biogenésicos (C, H, O, N), moléculas orgánicas tales como CH4, CO2, NH3, CO, además de algunas características “geológicas” tales como masa, rotación, precesión, huracanes, casquetes polares; así como características físicas como presión atmosférica y temperaturas, aunque en condiciones drásticas, que imperan en la tierra.

Palabras claves: Marte, Sondas espaciales, elementos prebióticos, masa, presión atmosférica, densidad de elementos químicos.


Introducción
El sentido de buscar vida en otros planetas ha sido la inquietud no solo de los científicos, astrónomos, exobiólogos o astrobiólogos; sino también de la comunidad en general. En muchos casos, por el sencillo interés y curiosidad de un conocimiento más amplio y profundo; y en otros casos porque hay una genuina preocupación por eventos cataclísmicos futuros que puedan afectar a nuestro planeta, tales como la caída de asteroides y/o cometas, el calentamiento global, etc. Todos ellos desastres globales que hacen evaluar cada vez más la posibilidad de poder habitar otros planetas, y en especial Marte.

Antes de que el ser humano proceda a modificar al planeta Marte, para hacerlo habitable, proceso llamado terraformación, debe asegurarse de qué dicho planeta esté deshabitado. En caso de estarlo, habría que evaluar las implicaciones que estas formas de vida tienen para nuestra comprensión de la vida en general y su impacto en la vida de tipo terrestre en particular.

Desde los años 50 comienzan los estudios sistemáticos para buscar vida en Marte, bajo la información que arrojaban los telescopios y radiotelescopios. En los años 70 a partir de las observaciones de las sondas Mars1, la sondas Mariner 9 y Mars 5, entre las más importantes. Poco a poco emerge una idea más precisa de las características geológicas de la superficie marciana. Entre lo más interesante, se obtiene la imagen de enormes surcos (probables cauces secos de agua); casquetes polares, una tenue atmósfera, pobre en oxígeno, y temperaturas muy variables, aunque comparables a las del polo norte terrestre. Esto último es muy interesante, ya que nos da algún atisbo de condiciones térmicas favorables que apunta a establecer la posibilidad de vida en Marte

Sin embargo, de acuerdo a recientes estudios, se cree que la vida en Marte no tendría porque ser igual que la vida en la Tierra; aunque se debe tener claro que no solo es producto del metabolismo. En el universo existen ciertas moléculas prebióticas (1), pero este solo hecho no nos da una afirmación de existencia de vida (excepto la tierra). Se tienen que evaluar los aspectos directivos que hacen que las moléculas se agreguen y que forman un armonioso complejo vital. Esto nos lleva a considerar los últimos logros de la biología molecular moderna y las evidencias producto de las observaciones de las sondas, naves robotizadas, telescopios y radiotelescopios.

Planteamiento del problema
Los temas de astronomía y astrofísica se trabajan muy poco en clase, y lo poco que se hace carece de metodología de trabajo, lo cual implica ligar los contenidos y prácticas en el aula con el trabajo que desarrollan –en nuestro caso– los astrónomos. Las nuevas metodologías de trabajo astronómico nos darán mayores luces para, en primer lugar, socializar el tema astronómico; y en segundo lugar, profundizar en los propios contenidos.

El tema astronómico es multidisciplinario e interdisciplinario, y además señala perspectivas de investigación, y por ende de problemas futuros; es por ello que en el marco del Año Internacional de la Astronomía (IYA 2009) se señalan varios temas que se están constituyendo en temas de investigación actual; tales como el caso de los estudios de asteroides, cometas, meteoros, así como también la búsqueda de vida en exoplanetas y la vida en nuestro planeta vecino, Marte.

El problema científico a considerar es la necesidad de hacer una comparación entre la vida en la Tierra y la posible vida en Marte, según los indicios encontrados, a partir del cual se establecerá una hipótesis de las posibilidades de vida en el planeta rojo. Eso significa comparar las características físicas, químicas y algunos elementos de la biología molecular del material que hay en Marte, cosas que solo pueden ser registrados de manera precisa a través de observaciones de telescopios, radiotelescopios y sondas espaciales.

Objetivos de la investigación

Objetivo general

Proporcionar información científica y técnicas actualizadas sobre las posibilidades de vida en Marte.

Objetivos específicos

· Mostrar información precisa y actualizada en el manejo de conocimiento científico de manera dinámica y amena sobre la vida en Marte.
· Promover una difusión agradable del conocimiento científico, que ayude a tener una opinión favorable de los temas astronómicos y específicamente de la astrobiología.
· Socializar los temas de la ciencia hacia la población en el marco del Año Internacional de la Astronomía (IYA2009).



Justificación de la investigación
La investigación realizada, se justifica por el hecho de que a través de estos temas, que en apariencia tiene algo de futurista, los estudiantes podrían evaluar la investigación actual en astronomía y que ha dado lugar a nuevas disciplinas, como la astrobiología.


Importancia de la investigación
Población beneficiaria: Estudiantes y comunidad a través de la comunicación científica.

Programa de Popularización, divulgación y formación en el conocimiento científico

Hipótesis
La información científica de Marte sobre evidencias de compuestos biogenésicos y condiciones físicas, químicas y geológicas encontradas y en muchos medidas, profundiza, la investigación e interpretación de los datos sobre posibilidades de vida en Marte.

Materiales y Métodos

Se trabajó con materiales usuales para simular algunas características de Marte, tales como teknoport, colores, plastelina, fotos, papel higiénico.

En lo que respecta a la imagen 3D se trabajó con google mars identificando aquella superficie (ver anexo) que pueda ser simulada en 3D tomando las características que están señaladas en google mars, principalmente sus alturas.

Se hizo la consulta con el Planetario Luis Enrique Erro IPN México, que trabaja en estos temas, enviando la imagen de google mars al Planetario; ellos nos cedieron la imagen de la superficie de Marte en 3D.

Para tal efecto tuvieron que hacer principalmente dos imágenes que al superponerse diera la sensación de estar en el espacio, usando previamente lentes para ver imágenes en 3D, que lo tomamos de los que se usan en cine.


Marco teórico

Sobre el origen de vida en los planetas

Acerca del origen de los planetas, Carl Sagan, astrónomo planetario norteamericano, calculó que durante 20,000 millones de años los meteoritos podrían haber traído a la tierra 108 – 1012 toneladas de sustancias orgánicas, también similar a los cometas que han traído composiciones como CN, NH3 entre otros. La tierra pudo ser entonces el resultado de una acción colaborativa exterior y que en lo posterior ha dado lugar a la vida.

En cuanto a la vida en la tierra (como un planeta en particular) el tiempo de existencia de la atmósfera se cree se enriqueció de oxígeno, ya que esto es principalmente producto de la actividad vital de las plantas (0.2 a 4.2 mil millones de años), lo que indica que ya antes había vida. Ahora, según los climas extremos que se verifican Marte y los datos que se conocen de la Tierra, la vida, - según la hipótesis de L.M. Mujin – pudo originarse en la región de volcanes submarinos. El volcán en acción se puede considerar como un manantial de combinaciones simples entre las que tenemos CO, CH4, H3, NH3, CO2, H2O, H2, H2S y otras sustancias que se añadan en este complejo son necesarios para la síntesis de materia orgánica, y si bien la temperatura de Marte puede bordear los 50oC – 100oC, según Mujin (2) pueden ocurrir estas reacciones:

CH4 + NH3 ---- HCN + 3H2

2CO + NH3 ---- HCN + CO2 + H2

Si consideramos la emisión de rayos ultravioleta (UV) por el sol en una zona de atmósfera pobre, se sabe que las moléculas orgánicas complejas prestan mayor resistencia al influjo destructor de rayos UV en comparación de las mas sencillas; el hecho entonces, que queden las moléculas mas complejas supone la formación a posteriori de biomoléculas en un proceso de “selección natural” de materia no viviente,

En cuestiones de origen de la vida en la Tierra, es Oparin que hipotetiza que la vida pudo haberse originado de gotas coacervadas (3) denominada en la actualidad sopa prebiótica de lo que vendría a ser “sistemas vivientes primitivos”. La consideración a añadir a esto, es que si bien se considera el metabolismo, ello no termina de explicar el proceso de reproducción que es la característica vital de los seres vivos y en la cual tiene lugar los mecanismos de la herencia que a su vez incluye la estructura del ADN.

El tema del paso de lo viviente a lo no viviente sigue siendo un tema pendiente, sin embargo esto nos empuja a profundizar el tema de la biología molecular y todo aquello que tiene que ver con el ADN y el ARN (4) ; pues si logramos explicar la reproducción de la vida en la tierra en su origen, estaremos en la capacidad de evaluarlo también en otros planetas y específicamente en Marte.


Consideraciones conceptuales sobre vida en Marte

Tomando como referencia a Gilbert V. Levin (5) quien dice que para detectar vida no se puede solo buscar sus componentes químicos, y si bien para algunos representa su bloque fundamental lo cierto es que necesita de un “impulso” de energía y agua que estimula la vida, por cierto las nuevas observaciones revela que el agua lo podemos encontrar en el universo aunque en muy pocos casos en forma acuosa (6) que es lo que necesitamos para la vida. Inclusive en el universo se ha encontrado lo que los científicos llaman “sopa prebiótica” como el cianuro de hidrógeno ingrediente clave de la Adenina pero este hecho no da la existencia de vida. También es el caso de en la cual se ha encontrado tenues “nubes” de gas interestelar, moléculas orgánicas bastantes complejas, hasta mas allá del formaldehído que daría lugar a la posibilidad de hallar aminoácidos en Marte, pero reiteramos ese solo hecho no da la posibilidad de vida tendríamos que ir por otro camino, siempre buscando un paralelo di vida con la tierra.

Reconocemos los ingredientes prebióticos pero tenemos que ver que la vida para que se consolide necesita del metabolismo que significa la capacidad de procesar los insumos que va a dar a mantenerse vivo independientemente de algo externo que no sea su alimento y que como parte final del proceso implique la expulsión de productos y sub productos, pero además de necesita de la habilidad de hacer copias, cosa que no podría lograrse sin la energía y que haría que toda esa estructura química comience a funcionar con lo que queda claro que en esencia la vida se debe se debe a cambios químicos que se resume a insumos, energía, metabolismo.

A continuación, se establece los factores de vida sobre la tierra según Ken Nealson:

· Las formas de vida no depende de las formas externas.
· Los seres vivos poseen borde
· Composición compleja
· Depende de reacciones químicas

Condiciones de vida en Marte

De los cuatro planetas de tipo terrestre, dejando de lado a nuestro planeta, es Marte quien tiene las condiciones más adecuadas para el surgimiento de la materia viviente.

Una de esas condiciones es la presencia de sustancias con carbono, este elemento es vital para la vida (elemento biogenésico) pues su carácter tetravalente hace posible las combinaciones y la formación de largas cadenas moleculares con ramificaciones laterales ricas y poco estables.

Otra condición, es la presencia en la superficie de una cantidad suficientemente grande de sustancia líquida que en Marte parece que lo hubo por los surcos que se observan, y por la cantidad de agua en estado sólido que se encontraría debajo de la capa superficial de Marte.

La otra condición, es que la temperatura debe ser relativamente baja en la superficie del planeta, esto es de singular importancia, pues si es del orden de -100oC y la presión atmosférica no es elevada no podrá formarse una envoltura acuosa y aún menos NH3 que es otro elemento necesario para la vida.

Hay mucha observación por realizar y la información que arrojen las sondas será importante para obtener mayor precisión en nuestros estudios que haga viable establecer la posibilidad de vida en Marte, empero la posibilidad no significa realidad, así que aún estamos en el plano de la hipótesis que tendrá que estar sometido a una contrastación y comprobación por los instrumentos y observaciones astronómicas, que hasta 1970, por señalar un ejemplo, las dimensiones de los objetos que se veían en Marte era aproximadamente de 100 km.

Características básicas de Marte en relación a la tierra (7)

Marte y Tierra son los únicos que tienen Luna

Planeta
Diámetro (Km)
Distancia sol (Km)
Tierra
12,578
149.7x106
Marte
6,760
728.1x106

Luz llega:

Sol – Tierra
3.5 min
Sol – Marte
12.7 min


Densidad:

Marte
3.90 gr/cm3
Blenda
Tierra
5.52 gr/cm3
Pirita

Gravedad Superficial:

Tierra
1
Marte
0,379


Resultados y Discusión

De acuerdo a su dimensión (aproximadamente la mitad del radio terrestre) ocuparía un lugar intermedio entre la luna y la tierra, no se ha detectado campo magnético (B) (Mars Global Surveyor) lo que indica que tiene al menos un núcleo en estado semilíquido de hierro animado por rotación terrestre muy a pesar de que Marte rota a la misma velocidad que la tierra aunque no se descarta que el B haya existido en el pasado. (8)
La densidad de Marte revelaría que puede ser una mezcla de silicatos y metales.
El momento de inercia (medida de resistencia de un cambio de rotación) menor que 0.4 es una esfera uniforme; un valor menor implica que la masa está concentrado en el interior del planeta, Viking y pathfinder ha conseguido 0.366

Ver la siguiente relación





La perturbación registrada en Marte dado por las fuerzas de marea del sol sugiere que Marte es un planeta cuyo núcleo está parcialmente fundido
La atmósfera marciana tiene un 95.3% de CO2 en una primera observación la hizo el Mars 6 consideró de 75 a 95% de CO2, lo restante es N, S, O
Vapor de agua 10-3 gr/cm3 (Sparad Munch Kaplan)
Los casquetes polares es hielo seco (CO2 sólido) esto da cierta estacionalidad






La temperatura es de alta variabilidad que en la zona ecuatorial es de 30 oC y en las zonas polares alcanza -60oC (aunque es bueno recordar que en algunas zonas polares alcanza alrededor de -100 a -120 oC)
Los datos actuales revela que las temperaturas de la superficie oscilan desde -113º C en el polo durante el invierno, a 0º C en la cara con luz durante el verano (9)
Mariner 6 y Mariner 7 (1969) revelaron que el oxígeno libre O2 hay en un orden de 1%, hay presencia de CO en un orden de milésimo respecto de la tierra.
Los datos actuales revela un 0.13% de oxígeno en la composición atmosférica de Marte.
El valor de la presión total de la atmósfera marciana es de 0.006 de la presión atmosférica de la tierra.
Los datos actuales revela que la presión superficial equivale a una centésima de la tierra.
La superficie de Marte se observa enormes diferencias de altura hasta de 25 km esto nos lleva a una diferencia de presiones, en la tierra tiene a lo mucho 7 a 10 km en los montes himalayas, aunque si le quitamos agua en la tierra la diferencia de alturas sería similar a Marte.
El Monte Olimpo o Nix Olipmpo (Nieve olímpica) muestra un cono de 500 km de diámetro y una altura de 20 km, es el volcán mas grande del sistema solar.
El robot Oportunity encontró formación rocosa con grietas que es lo que queda en la tierra cuando se seca el agua; el Spirit en las colinas de Colombia nos ha mostrado evidencia de haber sido alterados por el agua.
Las sales de sulfato de magnesio pueden contener cantidades significativas de agua, cosa que ha logrado establecer la sonda Odyssey de la NASA.
El metano descubierto en Marte se ha realizado utilizando el spectrometro Fourier que se encuentra instalado en el Mars Express de la ESA que fue lanzada el 2003. Dicho equipo detectó el metano en una concentración promedio de 10 partes por mil millones de volumen (10).


METANO
Planeta
PPM
Marte
10
Tierra
1700

El mapa de concentraciones de metano en todo el planeta coincide con el mapa de Marte que muestra en donde está ubicado el agua, Los procesos geotérmicos pueden estar señalando la presencia de agua y el mismo venteando el metano.


La Misión Odyssey de la NASA decubrió un enorme depósito de hielo a solo unos pocos metros por debajo de la superficie.

En la atmósfera marciana hay 30 veces más CO2 que en la tierra que pudiera originarse por subproductos del metabolismo, reacciones químicas o ambas.
Por la cantidad de vapor de agua en la atmósfera marciana, se deduce que es un planeta seco en apariencia.
Los casquetes polares en Marte y el ángulo de de rotación que está inclinado con el plano de la órbita le da un carácter estacional lo que indica que tiene un proceso estacional similar a la tierra.
La temperatura marciana en promedio es 85 grados menor a la tierra; para los astrobiólogos la temperatura es un punto favorable a la existencia de vida.
La presencia de CO y O molecular es explicable por la descomposición fotoquímica de gas carbónico que se realizará en las capas mas altas de la atmósfera.
La presencia atmósferica detectada y medida en Marte, nos lleva a dos aspectos en primer lugar con esa presión es difícil considerar una atmósfera que haga vida compleja aunque no así vida bacteriana primitiva; pero también nos lleva al plano de poder alimentar a esa atmósfera con terraformación. Después de todo este tipo de atmósfera solo se alcanza en la tierra a una atmósfera de 30 Km sobre el nivel del mar.
Ante la probable formación y mantenimiento de hidrógeno, esta puede darse por la disociación de vapores de agua en los campos más profundos de la atmósfera marciana.
La existencia de cauces secos es un argumento en pro de que en Marte en las épocas geológicas pasadas existía una atmósfera mas densa y el clima era mas suave, inclusive favorables para las formas de vida terrestre.
Las observaciones espectroscópica revela que cerca de la longitud de onda de 0.5 u se debería a la presencia de clorofila, pero esto nada nos dice se hay o no vida en Marte.
El monte Olimpo revela algún indicio de actividad volcánica, proceso similar a la tierra.
Aparentemente el metano en Marte es deficiente pero hay que evaluar con el tamaño del planeta y lo tenue que es atmósfera.
La explicación biológica es que quizá la vida marciana se haya adaptado a vivir en el interior de Marte.
La concentración de metano puede deberse a la emisión de desecho de los seres vivos que probablemente habiten marte, esto nos lleva a establecer experimentos tipo sopa prebiótica.
Se cree que de haber existido agua, esta fue arrancada por los vientos solares causadas por el sol en un período de 3,800 millones de años

Conclusiones
· Los estudios que hasta el momento se han desarrollado sobre vida en Marte han alcanzado mejor precisión.
· La condición de vida en Marte, haciendo un paralelo de la condición de la vida en la tierra están cada vez más cercano en la medida que sus parámetros físicos y químicos resultan similares.
· Las otras explicaciones de vida en Marte y que lo dan por cierto y no por posible no tienen ningún asidero científico en la medida que aumenta la creencia y la explicación.
· La atmósfera de Marte es radicalmente distinta a la atmósfera terrestre.
· En la atmósfera marciana prácticamente no hay oxígeno y, por consiguiente no existe ozono que sirve de pantalla protectora contra la emisión UV en la banda de 2000 - 3000 A
· Es que se hace necesaria la repercusión de información fresca sobre la probable vida en Marte para que se tenga una información mas precisa que ayude a la formación científica de la población
· De la Imagen 3D:

El resplandor que se observa en la parte superior es la dispersión de la luz solar. La atmósfera de Marte – como bien sabemos - es mucho más tenue que la de la Tierra; entonces la dispersión luminosa genera colores que no podemos apreciar en la Tierra en donde predomina la dispersión por el oxígeno.

El brillo que se observa en los “cerros” de marte son formaciones rocosas que tienen minerales, igual que en la Tierra, solamente que en el caso marciano no hay tanta erosión como en el caso de la Tierra en donde llueve, hay viento, cambios de temperaturas, etc. En cierta manera esto se da en algunas regiones de la tierra.

La imagen corresponde al amanecer

Referencias Bibliográficas

(1) ___________________; Una "Sopa Prebiótica" Distinta Para los Mundos Alrededor de Estrellas Frías; 15 de Mayo de 2009;
http://www.amazings.com/ciencia/principal.html

(2) SHKLOVSKI I.S.; Universo Vida Intelecto: Editorial Mir Moscú 1977

(3) OPARIN A.I.; El Origen de la Vida, Editorial Losada S.A. Buenos Aires 3ra edición; 1947

(4) RIOS QUISPE, Mario; Acerca del Origen de la Vida;
www.investigando.org/investigando

(5) GILBERT V.Levin; Mitos Modernos Acerca de Vida en Marte; Electroneurobiología; ISSN: ONLINE 1850-1826 - PRINT 0328-0446

(6) CHICANA NUNCEBAY; Wilder; Agua en el Universo:
wwww.grupogodofredogarcia.blogspot.com

(7) ROS Rosa A; Educación en ciencias del espacio para docentes de nivel secundario;
UNESCO, IUA; ISBN 978-84-613-2495-8; Junio 2009-07-09

(8) Perla Carlos; Viaje al interior de Marte, Julio del 2004

(9) SOTO VILLANUEVA, Jorge; Astrobiología: Posibilidades de vida en Marte;
Encuentro Científico Internacional ECI 2009i.

(10) RUIZ Víctor R.; Metano: ¿Evidencia de vida en Marte?; El diario británico
Independent; Marzo 2004




Agradecimientos

Al maestro en ciencias Wilder Chicana Nuncebay
responsable del Planetario Luis Enrique Erro – México,
por la corrección y sugerencias en la elaboración
del proyecto y la información en 3D de la
superficie marciana.

Al Lic Mario Ríos Quispe Director de Investigación
de Centro Langle por el asesoramiento
permanente al grupo de trabajo
y la elaboración del paper

A la Lic. Vilma Gamboa Medina
por el diseño , muestras y gráficos.

Al profesor de la I.E. P.N.P. Tupac Amaru
Victor Joya por su apoyo y estímulo
permanente en la realización
del presente proyecto.