Los ingenieros de la NASA han enviado un enviado, el rover Perseverance, a casi 300 millones de millas para leer los secretos atrapados en las piedras de Marte. Un brazo robótico de siete pies es responsable de completar el viaje, llevando un grupo de varios ojos mecánicos para mirar las rocas marcianas a solo unos centímetros de distancia. Eso será lo suficientemente cerca, esperan los investigadores, para detectar sutiles tallas posiblemente dejadas por la vida antigua.
Uno de esos mirones mecánicos es el Instrumento planetario para la litoquímica de rayos X, o PIXL, que tiene un propósito similar al de las lentes de mano 10x que muchos geólogos llevan en el campo. Pero además de magnificar, PIXL también analizará rocas de una manera nunca antes hecha en Marte (y no se hace tan comúnmente en la Tierra). El instrumento le dirá al pequeño ejército de científicos planetarios y astrobiólogos que lo dirigen no solo de qué está hecha una roca, sino también cómo están dispuestos sus elementos compuestos, información esencial para averiguar de dónde vino un objeto y si los microbios primitivos estaban involucrados en su formación.
PIXL funciona emitiendo poderosos rayos X a una roca y observando qué rayos X regresan (ya que los átomos de diferentes elementos interactúan con los rayos X de diferentes maneras). Cada módulo de aterrizaje de Marte desde Viking en la década de 1970 ha llevado un instrumento de “fluorescencia de rayos X” para distinguir, digamos, el hierro del cobre. Pero PIXL aplica la técnica de una manera completamente nueva.
En lugar de apuntar un haz grueso a una roca y obtener una lista simple de los elementos presentes en una sola ubicación, PIXL usa un haz de rayos X tan fino como un cabello humano para escanear una muestra de un lado a otro. A medida que cubre la cuadrícula en el transcurso de unas pocas horas, ensambla una serie de imágenes apilables que muestran la disposición exacta de casi dos docenas de elementos, como sodio, potasio y níquel, dentro de un área no mayor que un sello postal.
Estos “mapas elementales” ayudarán a los investigadores a descubrir la historia única de cada muestra. La mayoría de las rocas tienen cicatrices de humillaciones sufridas en el pasado, como ser ensartadas o enterradas. Comprender la distribución de materiales en las muestras ayudará a los científicos a reconstruir lo que estaba sucediendo en Marte hace miles de millones de años. “Las cosas más jóvenes se cruzan con las más viejas, y las cosas más jóvenes se sientan encima de las más viejas”, dice Abigail Allwood, investigadora principal de PIXL.
Y a veces, al menos en la Tierra, los seres vivos cincelan cosas inanimadas. Allwood y sus colegas planean usar PIXL para buscar tales tallas en Marte.
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Los viajes de exploradores anteriores han ayudado a los científicos planetarios a determinar que Marte alguna vez fue lo suficientemente cálido y húmedo para que los organismos (como los conocemos) sobrevivieran, pero probablemente no permaneció así por mucho tiempo. Si la vida se las arreglara para sostenerse, probablemente no habría tenido tiempo de evolucionar más allá de una forma extremadamente básica, y cualquier rastro que dejara sería igualmente discreto.
Pero en conjunto, las comunidades de incluso los microbios más simples pueden tener marcas grabadas en rocas marcianas que PIXL y otros instrumentos podrían ayudar a identificar. En la Tierra, por ejemplo, los signos de vida más antiguos no son cuerpos fosilizados, sino más bien extraños patrones de piedra conocidos como estromatolitos.
Los estromatolitos son los restos de microbios que una vez se agruparon en películas delgadas, se deleitaron con los rayos del sol y sin darse cuenta dieron forma a la arena que caía a su alrededor. A medida que crecían “esteras microbianas” frescas sobre las viejas, formaban una pila de láminas que sobrevivieron como piedras mucho después de que otros rastros de los organismos se hubieran desvanecido.
Los investigadores tienen poca idea de qué motivos podrían haber creado los microbios marcianos, pero la textura en capas de los estromatolitos sirve como prueba de concepto. Si los mapas de elementos de PIXL mostraran una pila de capas onduladas, valdría la pena muestrear esa roca para un estudio más a fondo en la Tierra (Perseverance guardará muestras para una futura misión).
De hecho, Allwood desarrolló PIXL en parte para descifrar los mensajes crípticos de los estromatolitos aquí en la Tierra. Formó parte de un equipo que investigó los estromatolitos terrestres más antiguos (especímenes australianos que datan de 3.500 millones de años), primero en 2006 y otra vez en 2009, utilizando un microscopio de fluorescencia de rayos X comercial, el abuelo de PIXL.
En ese momento, la mayoría de los investigadores pensó que la clave para averiguar si un patrón similar al estromatolito había sido formado por microbios primitivos o fuerzas geológicas era escudriñar una muestra micrómetro por micrómetro. Pero para Allwood, alejarse y estudiar un trozo de roca más amplio solía contar una historia más clara. “Siempre encuentro que apartarse de un problema te ayuda a entenderlo mejor”, dice ella.
Pronto se unió al Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA como investigadora postdoctoral, y en 2011 estaba trabajando en el primer prototipo PIXL con miras a enviarlo algún día a Marte. El instrumento se había desarrollado aún más en 2016, cuando un equipo anunció el descubrimiento de un agrupamiento aún más arcaico de estromatolitos en Groenlandia, de hace 3.700 millones de años.
Pero después de que Allwood y otros colegas usaron el prototipo PIXL para analizar muestras de estromatolitos groenlandeses, el el origen microbiano no se sostuvo. El análisis de PIXL mostró que había poca diferencia en cómo se distribuían los elementos dentro y fuera de los supuestos estromatolitos. Tampoco pudieron ver ninguna capa o “laminación” en absoluto, una señal segura de que los microbios no habían dejado los patrones en las rocas. “El mapeo con PIXL mostró que ni siquiera había un fantasma químico de una laminación”.
Dado que los investigadores pasan años debatiendo la autenticidad de las esteras microbianas fosilizadas aquí en la Tierra usando una colección de instrumentos grandes y pequeños, el rayo solitario de rayos X de PIXL casi no tiene ninguna posibilidad de encontrar evidencia clara de vida pasada en Marte por sí solo.
Un caso convincente de que el Planeta Rojo fue una vez el hogar de microbios requerirá líneas adicionales de evidencia de los otros instrumentos de Perseverance y, en última instancia, la recuperación de las muestras más prometedoras para un análisis completo en la Tierra.
Los astrobiólogos necesitarán un “rico tapiz de información que involucre tanto la observación de instrumentos in situ como la observación de muestras de retorno”, dice Allwood. “No hay armas humeantes”.