Venus siempre ha despertado nuestra imaginación. Un planeta que con sus 12.100 km de diámetro podría considerarse un gemelo de la Tierra pero que a la vez presenta una composición atmosférica tan marcadamente diferente y unas condiciones superficiales en las que sería imposible la vida tal y como la conocemos: temperatura media de 464 ºC y presión atmoférica 92 veces la que existe en la superfície terrestre. Pese a todo ello, recapacitemos un momento: ciertas regiones de la atmósfera superior de Venus, pese a poseer todavía temperaturas sofocantes: ¿no podrían ser adecuadas para albergar organismos extremófilos?. Quizás pensemos que es ciencia ficción pero no, la rama de la ciencia que estudia los entornos más favorables para la vida se llama astrobiología. Y eso mismo se preguntaron hace 53 años dos pioneros: Harold Morowitz y Carl Sagan (1967).

En este contexto de retomar nuestro interés por Venus se anunciaba ayer un descubrimiento sorprendente que en sí mismo reta el conocimiento actual de la física atmosférica del planeta vecino. Ayer la profesora Jane Greaves de la Universidad de Cardiff en Reino Unido presentaba en rueda de prensa con su equipo científico la demostración de que la atmósfera superior de Venus posee unas veinte moléculas por cada billón de fosfano (Greaves et al., 2020). Pos insignificante que esa cantidad pueda parecernos, provocará ríos de tinta en la comunidad científica.

Imagen de Venus de la sonda Akatsuki (JAXA) que muestra superpuestos los espectros con la banda de fosfano: en amarillo el obtenido mediante el JCMT y en rojo empleando ALMA (Greaves et al., 2020/JAXA)

EL DESCUBRIMIENTO

El insólito hallazgo de fosfano surge de un estudio que la profesora Greaves se encontraba realizando sobre la composición de las capas superiores de la atmósfera de Venus, justo en la región de temperaturas moderadas y con una presión atmosférica similar a la Terrestre (Fig. 1). Esas observaciones las realizó empleando el James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) ubicado en Hawai. Pudo comprobar que en el espectro que había obtenido existía una banda de absorpción característica del fosfano: no se lo podía creer. Justo por ello creó un equipo científico para comprobarlo de manera redundante, empleando las 45 antenas actualmente disponibles del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ubicado en Chile. Tales espectros no dejaban ya lugar a dudas: mostraban la firma rotacional característica de la molécula de fosfano, confirmando así el descobrimiento.

 

 

Figura 2. La sorprendente presencia de moléculas de fosfano en la atmósfera de Venus desconcierta a los científicos (ESO)

¿QUÉ SIGNIFICA ESTE DESCUBRIMIENTO?

Para explicar la magnitud de este hito científico es necesario empezar con un concepto muy simple, de los primeros que explico en la asignatura de astrobiología de los másters que imparto. El comportamiento de cada atmósfera dependerá de los compuestos que la forman pero, sobre todo, de su estado de oxidación. Cabe entonces señalar que la atmósfera de Venus es muy oxidante dado que ha acumulado dióxido de carbono (CO2) y este gas domina la composición de la atmósfera (96,5%) junto con una menor cantidad de nitrógeno molecular (3,4%) neutro y rastros de otros gases minoritarios. Tengamos en cuenta que en las atmósferas reductoras de Júpiter y Saturno, donde falta oxígeno y sobra el hidrógeno, ya se había descubierto ciertas cantidades de fosfano pero que haya en Venus es un enigma de primera magnitud. De hecho, la molécula de fosfano (PH3) implica una estructura en forma de pirámide con tres átomos de hidrógeno vinculados a un átomo de fósforo. Podríamos decir que a pesar de que la abundancia molecular es relativamente pequeña, resulta inexplicable hoy por hoy en el ambiente altamente oxidante de la atmósfera de venus. Por lo tanto, el debate científico y la carrera por explicar su presencia está servida.

¿VIDA O PROCESOS QUÍMICOS ABIÓTICOS?

Estoy convencido de que este estudio estimulará la búsqueda de vida en Venus y su exploración científica. La existencia de organismos vivos en la atmósfera de Venus es una alternativa muy atractiva, pero que se antoja difícil de responder en corto plazo dado que incluye una serie de desafíos tecnológicos de primera magnitud. Las condiciones extremas de ese entorno hacen que el estudio parezca complicado: posiblemente donde menos deseasen las agencias espaciales enviar su instrumentación es donde podría exigir situarlos si se desea estudiar in situ. Obviamente las misiones actuales y las próximas abordarán este problema, posiblemente con algún estudio remoto. Sin ir allí será difícil concluir nada al respecto pues habrá muchas alternativas abióticas para explicar el fosfano. No olvidemos que, una vez comprendamos mejor las especies químicas presentes en ese entorno específico, podríamos echar mano de la termodinámica para obtener pistas. De hecho, tal vez ese fosfano podría surgir de procesos químicos o fotoquímicos que se encuentran en esa región de la atmósfera, mediante actividad geológica desconocida, o a través de reacciones catalíticas con pequeños minerales que pueden estar en la atmósfera, etc...

 

 

UN FUTURO APASIONANTE

No lancemos las campanas al vuelo demasiado rápido. Cabe estudiar el problema en su contexto y reconocer la complejidad evolutiva de cada planeta. Es muy relevante dado que en la actualidad observamos Venus y el resto de los planetas rocosos de nuestro Sistema Solar en un momento de su existencia. Sólo por esto, carecemos de muchas claves para entender cómo han evolucionado estos planetas. Sabemos relativamente bien cómo ha evolucionado la Tierra gracias al registro geológico. Sin embargo, nuestro conocimiento sobre Venus es muy pero todavía estamos debatiendo si Venus poseía condiciones aún más adecuadas para la presencia de un océano en el pasado. La pérdida masiva de agua debido a su destrucción eficiente en un ambiente más expuesto a la radiación ultravioleta ya fue propuesta por James Kasting (Kasting et al., 1984) y estudios recientes proporcionan nuevas pistas en esta dirección (Way et al., 2016). Si es así, tal vez la existencia de organismos extremófilos en la atmósfera tendría sentido: sería una especie de última reducción de la vida en un planeta donde las condiciones cambiantes han estado eliminando otros hábitats (Seager et al., 2020). No debemos sorprendernos dado que en la Tierra hemos descubierto docenas de organismos extremófilos en entornos donde hace unas décadas ni siquiera sospechamos.

A pesar de las posibles sospechas que podemos tener sobre el origen del fosfano, es hora de seguir trabajando y evitar especular, tal vez recordando la navaja de Occam: "la explicación más simple es probablemente la correcta". Seguramente no encontramos una respuesta obvia sobre cómo se produce este gas en la atmósfera de Venus por nuestro escaso conocimiento sobre el entorno particular y los procesos físico-químicos que tienen lugar en esas capas de la atmósfera de Venus. Por lo tanto, comienza una carrera científica con el fin de explicar el origen del fosfano. Nuestro propio grupo de investigación tiene una hipótesis de trabajo muy alentadora que tendremos que estudiar en detalle.


Posiblemente nos gustaría que resultase más sencillo identificar vida en otros mundos. Sin embargo, es justo al contrario, lo cual es una oportunidad de seguir aprendiendo. Resolviendo estos puzzles que nos proporciona la naturaleza la ciencia crece tanto como las enseñanzas que nos pueden proporcionar. Además, por si fuera poco, la presencia de fosfano en sí misma sitúa a este planeta en el foco de la exploración astrobiológica. No soy el único que pienso que no tendremos que salir de nuestro sistema planetario para encontrar vida pero el escepticismo debe siempre guiarnos (Trigo Rodríguez, 2012). Estos resultados también nos advierten que a veces deseamos ir muy rápido. En el desarrollo explosivo del estudio de los exoplanetas, se ha sugerido que el fosfano podría ser un biomarcador. Ahora comprobamos que su detección no garantiza nada. Puede resultar fácil proponer que la existencia de organismos que lo metabolizan sea la hipótesis más probable pero, de hecho, la enorme diversidad planetaria y la compleja interacción de la envoltura de cada planeta rocoso con su propio entorno hacen que la respuesta final aún no esté escrita en los libros.

 

Bibliografia:

Jane Graves et al. (2020) Phosphine gas in the cloud decks of Venus. Nature Astronomy,

Kasting, J. F., J. B. Pollack, i T. P. Ackerman (1984) Response of Earth’s atmosphere to increases in solar flux and implications for loss of water from Venus. Icarus, 57, 335–35

Morowitz C. y C. Sagan (1967) Life in the clouds of Venus?. Nature 215, 1259-1260

Seager S. et al. (2020) The Venusian Lower Atmosphere Haze as a Depot for Desiccated Microbial Life: A Proposed Life Cycle for Persistence of the Venusian Aerial Biosphere. Astrobiology, doi:10.1089/ast.2020.2244

Trigo Rodríguez J.M. (2012) Las raíces cósmicas de la vida , ISBN: 978-84-939695-2-3, Ediciones UAB, Bellaterra, Barcelona, 242 págs.

Way M.J. et al. (2016)  Was Venus the first habitable world of our solar system?, Geophysical Res. Lett., 10.1002/2016GL069790

 

Josep M. Trigo-Rodríguez
Josep M. Trigo-Rodríguez

Científico titular del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC) y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), e I.P. del Grupo de Meteoritos, Cuerpos menores y Ciencias Planetarias del ICE-CSIC. Entre 2003 y 2005 fue postdoc del Instituto of Geofísica y Física Planetaria de UCLA. Tras la publicación de más de medio centenar de artículos arbitrados sobre los cuerpos menores del Sistema Solar y más de una decena de libros, el Minor Planet Center catalogó un asteroide en su honor con el nombre: 8325 Trigo-Rodríguez.

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Asteroides, cometas y planetas nos proporcionan meteoritos: muestras únicas e irrepetibles llegadas desde lejanos rincones del Sistema Solar. Sus materiales son auténticos fósiles de la creación y datan procesos acaecidos hace miles de millones de años. Acompañadme en este viaje hacia los orígenes...

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