La capa de hielo de Groenlandia es similar en muchos aspectos a los mundos helados del Sistema Solar y puede enseñarnos a buscar vida

Muchas regiones de la Tierra son ambientes templados, ricos en nutrientes y estables donde la vida parece prosperar sin esfuerzo. Pero no toda la Tierra. Algunas partes, como la capa de hielo de Groenlandia, son inhóspitas.

En nuestra incipiente búsqueda de vida en otras partes del Sistema Solar, es lógico pensar que veremos mundos marginales e inhóspitos. Mundos helados como Europa, la luna de Júpiter, y Encélado, la luna de Saturno, son nuestros objetivos más probables. Estos mundos helados tienen océanos cálidos bajo capas de hielo.

¿Qué pueden decirnos los crioecosistemas de Groenlandia sobre la búsqueda de vida en cuerpos helados como Europa y Encelado?

La Capa de Hielo de Groenlandia y su entorno: ambientes extremos

Cualquier organismo adaptado para vivir en la capa de hielo de Groenlandia (GrIS) tiene que ser resistente. Es un entorno extremo donde la vida tiene que lidiar con una exposición prolongada a temperaturas bajo cero. Las regiones polares de la Tierra también están sujetas a más radiación que otras partes de la Tierra, debido a la naturaleza de la magnetosfera. Según algunos científicos, la GrIS puede ayudarnos en nuestra búsqueda de vida en otros mundos, donde las condiciones son igualmente extremas.

Laura Sánchez-García es geocientífica en el Centro de Astrobiología de Madrid, España. Sánchez-García visitó un sitio de campo en Groenlandia en Julio de 2021 para estudiar crioecosistemas microbianos. La GrIS es una especie de laboratorio para estudiar estos sistemas y, según Sánchez-García, la capa de hielo puede tener implicaciones en nuestra búsqueda de vida en Europa, Encelado y otros mundos helados.

No es solo la GrIS en sí lo que ha atraído toda esta atención. También hay lagos glaciares, turberas, arroyos que se derriten y permafrost. En conjunto, todos estos ambientes podrían albergar entornos microbianos que representan diferentes etapas de evolución de los microorganismos psicrófilos.

En busca de biomarcadores de lípidos

Los esfuerzos de Sánchez-García se centraron en los llamados biomarcadores de lípidos. Son moléculas orgánicas específicas que se remontan a sus organismos de origen. Los lípidos incluyen grasas y ceras, y pueden fosilizarse y conservarse en rocas sedimentarias y en hielo a través de marcos de tiempo geológicos, a diferencia de otros marcadores como el ADN y las proteínas. Los avances en genómica y bioinformática han hecho avanzar el estudio de los biomarcadores de lípidos y han ayudado a aumentar nuestra comprensión de la historia de la vida microbiana en la Tierra. Esos mismos avances están ayudando a dar forma a nuestra búsqueda de vida en otros mundos de nuestro Sistema Solar.

Sánchez-García y su colega, Daniel Carrizo, recuperaron muestras de núcleos de hielo de diferentes lugares de la GrIS y sus alrededores. Tomaron muestras de una combinación de hielo más antiguo, hielo más joven y hielo más limpio y sucio desde profundidades entre 50 y 80 cm (20 a 31 pulgadas). También tomaron muestras de agua de deshielo y muestras de sedimentos de la erosión del lecho rocoso y muestras de agua de una variedad de diferentes tipos de lagos, incluido un lago salado. Todas las muestras fueron filtradas y analizadas. Las muestras de agua se analizaron químicamente, mientras que las muestras de sedimento y hielo se analizaron en busca de biomarcadores de lípidos.

Finalmente, el equipo recolectó muestras de musgos, pastos, líquenes y otras plantas. Esto les permitió «… echar un vistazo a las firmas isotópicas frescas de la vegetación que contribuyen a la huella dactilar lipídica del suelo …» según el equipo. ¿Que sigue?

Áreas en que se centra el estudio e implicación de sus resultados para la historia de la Tierra

Sánchez-García y Carrizo están de regreso en el laboratorio con sus muestras y tienen la intención de publicar sus resultados. La pareja de investigadores se centra en tres temas:

• Detección de fuentes psicrofílicas y metabolismos en el glaciar de Groenlandia Issunguata Sermia.
• Distribución molecular e isotópica de biomarcadores de lípidos en lagos glaciares frente a los de agua de lluvia de la región groenlandesa de Kangerlussuaq.
• Sucesión biológica en suelos de Groenlandia después del retroceso de los glaciares basada en biomarcadores de lípidos moleculares e isotópicos.

Los resultados de estudios como este son importantes no solo para comprender la historia de la Tierra sino también para la astrobiología. Los datos ayudan a construir modelos de cómo interactúan la química, la biología y la geología. Brinda a los científicos una mejor comprensión del ciclo del carbono de la Tierra y cómo se acumula el oxígeno en la atmósfera, un evento que fue crítico para el desarrollo de organismos complejos.

Los conocimientos sobre el desarrollo de la vida en la Tierra ayudan en la búsqueda de vida en otros mundos. 

Esta investigación sobre extremófilos en la Tierra ayuda a desarrollar perfiles de misión para lugares como Encelado y Europa. Las misiones exitosas se basan en hacer las preguntas correctas en el momento adecuado con la tecnología adecuada. Investigaciones como esta ayudan a refinar las preguntas.

Los astrobiólogos están bastante seguros de que para que surja la vida, el agua debe estar en contacto con las rocas. Tanto en Encelado como en Europa, los científicos creen que las rocas y el agua salada están en contacto, siendo el hielo otra característica importante. La capa de hielo de Groenlandia brinda a investigadores como Sánchez-García la oportunidad de refinar nuestra comprensión de cómo se desarrolla todo.

Uno de los objetivos generales de la astrobiología es comprender cómo la Tierra misma se volvió habitable. ¿Cómo, cuándo y por qué se volvió habitable? Si otros mundos de nuestro Sistema Solar son habitables, ¿cómo podemos saberlo?

Es poco probable que haya una gran respuesta final a esas preguntas. En cambio, es más probable una serie de respuestas más pequeñas. Quizás esta investigación en la capa de hielo de Groenlandia proporcione algo.

Fuente: Universe Today.

Artículo original: ‘Greenland’s Ice Sheet is Similar in Many Ways to the Solar System’s Icy Worlds and Can Teach Us How to Search for Life‘. Evan Gough. October 12, 2021.

Material relacionado

Comunicado de Prensa de esta investigación: ‘Investigating molecular and isotopic fingerprints of life on Greenland Ice Sheet (GrIS) cryo-ecosystems with astrobiological interest for icy worlds‘. Europlanet 2024 Research Infrastructure (RI).

Pobre de nutrientes y hambriento de energía. Cómo podría sobrevivir la vida en los extremos del Sistema Solar

Nuestro creciente conocimiento de los extremófilos aquí en la Tierra ha abierto nuevas posibilidades en astrobiología. Los científicos están dando otra mirada a los mundos pobres en recursos que parecían que nunca podrían sustentar la vida. Un equipo de investigadores está estudiando una región de México pobre en nutrientes para tratar de comprender cómo los organismos prosperan en entornos desafiantes:

• Nutrient-Poor and Energy-Starved. How Life Might Survive at the Extremes in the Solar System. Evan Gough. Universe Today. Feb 21, 202

Extremófilos (Videos)

a)_ Se sabe que la vida microbiana sobrevive en todo tipo de entornos extremos al entrar en un estado inactivo. ¿Podrían haber sobrevivido a largos viajes alrededor de nuestra galaxia para sembrar vida en la Tierra? La Astrobióloga Nicol Caplin habla de la vida extrema en este episodio de ‘Meet The Experts’: https://youtu.be/d0vkGKPcJfQ

b)_ Extremófilos: ¿vida extrema en otros mundos? (Con subtítulos en Español)

Los extremófilos son organismos que viven en ambientes extremos en la Tierra. Los científicos han investigado su capacidad para sobrevivir a altas temperaturas, radiación ultravioleta, ambientes salados y lugares inhóspitos para los humanos y la mayoría de las criaturas de la Tierra. Al estudiar las condiciones bajo las cuales la vida puede prosperar, esperamos comprender la vida en otros lugares, dónde buscarla y cómo podría verse, o simplemente plantear la hipótesis de si sería posible que la vida evolucione y sobreviva en otros cuerpos planetarios. Invitamos a dos científicos a discutir el papel de los extremófilos en la astrobiología y la búsqueda de vida más allá de la Tierra: Jon Rask es un científico investigador en la Oficina del Director del Centro en el Centro de Investigación Ames de la NASA, cuya investigación se centra en la exploración espacial humana y robótica. Jared Broddrick es biólogo de la Rama de Exobiología del Centro de Investigación Ames y aplica técnicas de biología de sistemas a cuestiones de interés para la comunidad de astrobiología. Ambos investigadores han explorado el tipo de vida extremófila que vive en las aguas termales, lo que condujo a hallazgos significativos sobre cómo la vida puede adaptarse a nichos ambientales inusuales. Nos cuentan sobre su investigación y cómo se relaciona con la búsqueda de vida en otras partes del universo: https://youtu.be/iS64uVOJbMo

Vida en ambientes extremos: El caso del Lago Vostok

a)_ ¿Qué está pasando realmente en el lago Vostok?

El lago Vostok de la Antártida, una masa de agua gigante enterrada bajo unos 4000 metros de hielo, ha tenido una gran cantidad de publicidad en los últimos años. Se sospechó que existían lagos subglaciales bajo el hielo del continente durante décadas. La existencia de este lago en las cercanías de la estación antártica Vostok , fue postulada por primera vez en la década de 1960 por Andrei Kapitsa. Él es un Geógrafo y explorador antártico. Pero no fue hasta 1993 que la altimetría de radar satelital, que mide la deformación de la superficie, confirmó que el lago está allí. Es el lago subglacial más grande del continente.  

Desde el descubrimiento del lago Vostok, qué vida, si es que hay alguna, podría existir dentro de sus aguas ha sido un tema de extensa especulación. El cuerpo de agua ha estado aislado de la atmósfera del planeta durante millones de años, con nutrientes limitados y oscuridad total. ¿Sería estéril? ¿O contendría fósiles vivientes? ¿Y qué podría decirnos esa vida sobre las condiciones extremas en las que la vida puede prosperar en la Tierra y potencialmente en otros mundos helados?

La publicación siguiente lo expone:

• What’s Really Going on in Lake Vostok? Carolyn Gramling. Science Magazine. Jul. 9, 2013.

Los lagos subglaciales de la Antártida respaldan las perspectivas de vida en las lunas heladas

Se han descubierto microbios que comen metano en el primer muestreo de un lago subglacial en la Antártida, revelando un ecosistema nuevo e inesperado. El hallazgo sugiere una posible forma de supervivencia de la vida en los océanos de las lunas exteriores Europa y Encelado del Sistema Solar.

• Antarctica’s Subglacial Lakes Support Prospects For Life On Icy Moons. Astrobiology at NASA, Life in the Universe. December 6, 2017.