Hace tiempo que quería abordar este tema y pensaba que me habían llegado suficientes preguntas relacionadas con él como para responderlas todas en un artículo decente… Pero al final se hacía tan extenso que tengo que separarlo en dos. En esta primera entrada hablaré sobre qué requisitos pensamos que debe cumplir un planeta habitable para albergar vida (contener agua, tener cierta temperatura, etc…) y, lo más importante, por qué buscamos estos en concreto.
Recreación artística de Marte tras una hipotética terraformación para volverlo habitable. Las manchas blancas corresponden a las cumbres nevadas de sus cuatro gigantescos volcanes. El más grande, el Olympus Mons, mide 22 kilómetros de altura. (Fuente)
Antes de que sigas leyendo, ten en cuenta lo siguiente: hay muchas opiniones sobre este asunto porque todo lo que podemos deducir al respecto está basado en suposiciones, así que esta entrada no pretende llegar a una verdad absoluta, sino exponer la situación con lo que sabemos sobre química y biología.
Y, no: un punto brillante moviéndose de manera rara grabada con un móvil del año 2002 no es una prueba de vida extraterrestre.
Aclarado esto, empecemos por la pregunta que me llega con más frecuencia.
¿Por qué buscamos vida donde hay agua? ¡La vida en otros planetas podría haberse desarrollado de otra manera y no necesitarla!
La vida en la Tierra surgió del agua, esto lo tenemos bastante claro. Los primeros elementos que se combinaron para formar proteínas complejas estaban disueltos en ella, seguramente cerca de alguna chimenea volcánica submarina.
Los astrobiólogos no buscan agua en otros planetas porque «como en la Tierra funcionó así, entonces el resto del universo esperamos encontrar algo igual«. Hay una razón con más fundamento teórico detrás de esta búsqueda: el agua es un disolvente universal, lo que significa que en ella se pueden disolver una gran variedad de elementos químicos. En otras palabras, puedes meter partículas de casi cualquier elemento en el agua y quedarán suspendidas entre las moléculas sin formar gránulos y precipitarse hacia el fondo (siempre y cuando la cantidad de tu elemento no sea demasiado grande).
Esta propiedad se traduce en que los diferentes elementos químicos indispensables para la vida que flotan en el líquido por separado pueden entrar en contacto y unirse para formar moléculas más complejas que, eventualmente, se agrupen en una estructura que empiece a replicarse. En comparación, si esos compuestos están desperdigados por el suelo difícilmente se encontrarán alguna vez para dar lugar a algo mayor.
Esta misma propiedad, además, permite que la sangre (o cualquier fluido, en general) de los seres vivos contenga un porrón de elementos químicos disueltos que pueden ser transportados por todo el cuerpo con facilidad. Si el agua no fuera un disolvente universal, tendríamos las venas llenas de grumos de nutrientes muy difíciles de bombear que no podrían ser absorbidos por las células y que dañarían nuestro sistema circulatorio.
En esta entrada hablaba sobre Europa, el satélite de Júpiter que podría contener océanos (de agua, claro) de 50 kilómetros de profundidad bajo su superficie congelada y que, hoy en día, es el candidato favorito para la búsqueda de vida en el sistema solar.
Pero el agua no es el único disolvente universal que existe. El amoníaco o algunos hidrocarburos, como el metano líquido o el etanol, también pertenecen a este selecto club y han sido encontrados en el sistema solar.
Los metales se disuelven más fácilmente en amoníaco que en agua, así que un planeta cubierto de mares de este compuesto tendría este color. Por no hablar de lo mal que olería. (Fuente)
En Titán, uno de los satélites de Saturno, existen mares de agua mezclada con amoníaco y también grandes masas líquidas de hidrocarburos que podrían contener disueltos elementos capaces de combinarse para dar lugar a la vida. De hecho, el estudio del satélite resulta lo suficientemente interesante como para que, en 2005, aterrizara una sonda en Titán que nos mandó unas pocas imágenes de su superficie antes de dejar de funcionar:
(Fuente)
Pero hay un problema: para que estos compuestos se mantengan en estado líquido (indispensable para mantener los elementos disueltos y en suspensión hasta que entren en contacto) se necesita un frío de mil demonios. El amoníaco, por ejemplo, se mantiene líquido entre -77.73ºC y -33.34ºC.
El etanol, en cambio, se encuentra en estado líquido entre -114ºC y 78.37ºC, lo que le da un rango más amplio para albergar vida, aunque gran parte de él probablemente sea inservible.
Esto nos lleva a la siguiente pregunta:
¿Por qué buscamos siempre en planetas que tengan una temperatura parecida a la de nuestro planeta?
Para que algo esté vivo necesita, además de estar compuesto de materia, sacar energía de algún lado para moverse, calentarse y, bueno… Mantener sus funciones vitales. La única manera que tiene un organismo de conseguir esto es convertir unos compuestos químicos en otros diferentes y aprovechar la energía liberada durante el proceso para transferir información o generar calor.
Pero la química está muy condicionada por la temperatura del medio en el que tiene lugar. Las temperaturas altas aceleran las reacciones químicas y les aportan mucha energía, dificultando la unión de varios compuestos o, directamente, impidiendo que permanezcan unidos mucho tiempo. Las bajas temperaturas, por otro lado, ralentizan los procesos químicos, con la desventaja de que una cantidad mucho menor de energía puede extraerse de ellos.
Es por eso que los astrobiólogos creen que, para albergar vida, un planeta debe encontrarse a una distancia determinada de la estrella que le da cobijo: debe ser una distancia que asegure la temperatura adecuada para que la química de la vida no se vea afectada y que, además, el disolvente universal en el que debería aparecer no se congele o se evapore.
Las distancias habitables de nuestro sistema solar comparadas con las del sistema que orbita la estrella Gliese 581, el mejor candidato actual para albergar vida. (Fuente)
Por otro lado, según los elementos químicos en los que unos organismos extraterrestres estén basados, podría darse la vida en otros planetas a temperaturas algo diferentes, incluso, a las que están aquí acostumbrados los seres vivos más extremos del planeta.
Eso nos lleva a…
¿Por qué buscamos vida basada en el carbono en otros planetas? ¿No podría ser otra cosa?
Para conseguir un organismo se mueva, se reproduzca y, en definitiva, intente sobrevivir a toda costa, necesitas una gran variedad de moléculas que puedan producir un montón de señales diferentes a lo largo del cuerpo y que, además, todas esas moléculas sean compatibles entre sí.
Uno de los pocos elementos que puede responder a esta demanda de variedad y compatibilidad es el carbono: existen tantos compuestos químicos basados en el carbono que existe una rama de la química dedicada sólo a estudiar este elemento y sus posibilidades (la química orgánica). De hecho, el carbono es capaz de formar más compuestos que el resto de elementos de la tabla periódica.
Pero esa no es su única propiedad increíble: además, puede formar moléculas inmensas muy estables que, de otra manera, no podrían contener toda la información biológica necesaria para el desarrollo de un organismo.
Un proteasoma: una proteína grande encargada de degradar otras proteínas dañadas o no necesarias. Una obra del carbono. Crédito: molekuul.be
Una alternativa al carbono sería el silicio, que tiene un comportamiento químico similar y, aunque puede dar lugar a moléculas suficientemente grandes como para que contengan información biológica, sus enlaces no son tan estables, así que sería más fácil que se rompieran y esa información se perdiera.
Además, mientras que el carbono forma muchísimos compuestos con el hidrógeno, el nitrógeno, el oxígeno, el hierro o el azufre (por citar unos pocos) el silicio no presenta un abanico tan variado de posibilidades. Por otro lado, los átomos de silicio son bastante más grandes que los del carbono, así que tienen problemas para formar ciertos tipos de enlaces.
Y, bueno, eso por no decir que el carbono es 10 veces más abundante en el espacio que el silicio así que, aunque ambos estuvieran en igualdad de condiciones químicas, el candidato más apropiado que rastrear seguiría siendo el carbono.
Hasta aquí la primera parte del artículo. Ahora que sabemos qué es lo que buscamos en el espacio esperando encontrar vida y por qué, el próximo día hablaré de la actualidad de la búsqueda de vida extraterrestre.
¡Haz click en este enlace para leer la segunda parte del artículo y en este otro para leer la tercera!
PERO NO OS VAYÁIS AÚN.
O sí, podéis iros si queréis. Lo que viene ahora es publicidad, aunque a lo mejor os puede interesar.
En septiembre de 2015 publiqué un libro en el que hablo sobre la historia de la astronomía con la editorial Paidós y ahora está disponible en librerías tanto en España como en México y a través de internet por todo el mundo.
Así que, si os apetece saber cómo hemos llegado a conocer todo lo que sabemos hoy en día sobre el universo, podéis hacer click sobre la siguiente imagen del libro, «El universo en una taza de café«, para ir a la entrada donde hablo del libro con más detalle:
9 comments
Estoy deseando leer la segunda parte!!!
Buenas noches! Leyendo el articulo me surgieron varias preguntas. Entre ellas la que más me interesaría debatir es: «¿Por qué asumimos que los elementos de la tabla periodica son TODOS los elementos existentes?» y detras de esa pregunta viene la siguiente: «¿Acaso no podrian existir cientos de elementos aun no conocidos por el hombre que sea incluso mas aptos que el carbono para dar lugar a la vida?».
Desde ya agradezco el espacio y el gran aporte que haces con esta página web, saludos desde Buenos Aires, Argentina 😀
En ningun lado del articulo afirma que los elementos de la tabla periodica son todos, de hecho a medida que ha pasado el tiempo los cientificos han podido crear nuevos elementos en condiciones de laboratorio. Primero debemos saber de antemano que la tabla periodica sigue unas reglas, unas tendencias, una configuracion que se ha descubierto y evidenciado hasta cierto punto. Podemos decir que la mas basica es que cada elemento adquiere su numero atomico del numero de electrones y protones en su estado mas estable, asi el hidrogeno de apenas un proton y un electron adquiere el numero uno. Otra regla de la tabla periodica es que cada elemento sigue una configuracion electronica general, pues las particulas subatomica de carga negativa (electron) adquieren diferente carga dependiendo de su ubicacion y nivel en que está, asi el ultimo nivel de valencia de un atomo puede definir su naturaleza para formar enlaces y por tanto compuestos, pues cada elemento tiende a cumplir con la regla del octeto para alcanzar estabilidad, propia de los gases nobles que al ya tener 8 electrones en su ultimo nivel de valencia, no forman enlaces.
Así entonces podemos evidenciar en la tabla periodica unas divisiones por grupos y periodos que tambien muestran unas tendencias: A medida que el numero atomico de los elementos crecen, sus tamaños van a ser menores y mas «pesados», tomando como ejemplo al hidrogeno, es el atomo de mayor tamaño pero ademas es el que posee menos masa.
Entonces es posible crear nuevos atomos aumentando el numero de sus particulas pero a mas particulas es mas pequeño el atomo por tanto se vuelve inestable y se desintegra, pero eso no significa que no existan nuevos elementos mas densos en otros lugares del universo como en estrellas enanas.
La verdad es que el tema que preguntas da para otro artículo, así que me la apunto para responderla la semana que viene.
La respuesta corta, mientras tanto, es: cuando más «avanzas» por la tabla periódica, más protones tienen los elementos en sus núcleos y más inestables se vuelven. Los elementos más recientes descubiertos han tenido que ser creados en laboratorios y apenas duran unos microsegundos antes de desintegrarse por su inestabilidad. Como no ocurren de manera natural por ser tan inestables, es imposible que puedan formar la base de un organismo vivo (ni de un mineral ni siquiera, en realidad).
Muchas gracias 😉
Gracias a ti, Jordi, aprecio muchisimo tu trabajo y aportes!! Estaré atento para leer ese articulo sobre los elementos.
PD: Acabo de leer el articulo sobre nuestros intentos de encontrar vida en otros planetas o atraerla hacia este y es genial!! Felicitaciones 🙂
Pues si el siguiente tema va a ser sobre la busqueda de vida extraterrestre hoy en dia. Ojala prestaras mas atencion a la mision New Horizons, que es una sonda que llegara a Pluton en 2015 y de ahi explorara el cinturon de Kuiper. Tal vez en esa zona se pueda encontrar formas de vida
Ciencia de sofá la saca del estadio, espero el segundo articulo! Me ha ayudado mucho en mis trabajos de Termodinámica, Jordi, puedes hablar del vector evolutivo y si en verdad hay vida mas avanzada que la nuestra. Saludos desde Colombia.
Muy buen artículo, pero déjame ser un poco pedante: has utilizado la palabra «eventualmente» a lo anglosajón. en español significa «casualmente», no «al final»:
https://lema.rae.es/drae/?val=eventualmente
De nuevo, muy buen blog. ¡Un saludo!
Titán es el único cuerpo del sistema solar cuya densidad atmosférica está en la misma magnitud que la terrestre, es decir, entre una y un décimo de la nuestra. Pero Europa es la luna que conviene visitar.