Una firma química única en nuestra atmósfera podría ayudar a encontrar formas de vida extraterrestre

Los avances en la tecnología finalmente han permitido a los investigadores medir la cantidad de una forma rara de molécula de nitrógeno en nuestra atmósfera, que resultó no ser tan rara como esperaban.

El sorprendente resultado no solo nos dice algo sobre la química de nuestra propia atmósfera, sino que podría proporcionarnos una firma que se podría utilizar para determinar el potencial de vida en otros planetas.
Mientras que el oxígeno de nuestra atmósfera a menudo se lleva todos los méritos, en realidad es simplemente un nitrógeno que representa casi el 80 por ciento de cada una de nuestras respiraciones.

La mayoría de los átomos en esas moléculas tienen una masa atómica de 14, pero menos del uno por ciento de los átomos de nitrógeno en realidad tienen un poco más, con un neutrón añadido que los convierte en un isótopo llamado 15N.

De vez en cuando, dos de esos isótopos se combinan en una molécula de gas nitrógeno, dándonos 15N15N. Eso los haría bastante raros, pero hasta hace poco nadie había confirmado cuán poco común era la unión.

Sacarlos del aire usando un espectrómetro de masas, un dispositivo que clasifica las moléculas en función de la relación entre su masa y su carga, se ve desafiado por el hecho de que un químico atmosférico similar, llamado óxido nítrico (NO), también tiene una masa atómica de 30.

De hecho, la diferencia entre las dos sustancias químicas es de dos milésimas la masa de un neutrón.

El óxido nítrico, un contaminante común, así como un producto de muchas reacciones geoquímicas, solo constituye una pequeña parte de la atmósfera, pero ha sido suficiente para inundar cualquier lectura de moléculas de 15N15N.

Pero ahora, utilizando un instrumento de vanguardia que logró detectar la diferencia, los investigadores de la Universidad de California en Los Angeles (UCLA) descubrieron que hay baste más de esta forma pesada de nitrógeno. Un dos por ciento adicional, para ser exactos. El estudio fue publicado en Science Advances.

«Nuestro espectrómetro de masas Panorama, único en su clase, nos permite ver esto por primera vez», dice Edward Young, geoquímico y autor principal del estudio, citado en Science Alert.

«Llevamos a cabo experimentos que demostraron que la única forma de que ocurra este exceso de 15N15N es mediante reacciones raras en la atmósfera superior. El dos por ciento es un gran exceso», agrega.

Una posible fuente de estas moléculas dobles de nitrógeno-15 podría ser biológica. Las bacterias desnitrificantes comúnmente encontradas en el suelo pueden tomar selectivamente los nitratos en el ambiente y expulsar el gas nitrógeno.

Para ver si las bacterias desnitrificantes podían ser responsables, los investigadores experimentaron con dos especies de estas y con una especie fijadora de nitrógeno –para tomar en cuenta algún sesgo.

«Hubo un poco de enriquecimiento en los experimentos biológicos, pero no lo suficiente como para dar cuenta de lo que habíamos encontrado en la atmósfera», dice el geocientífico Laurence Yeung, de la Universidad de Rice en Houston, EEUU.

Un experimento que sí indicó una fuente significativa usó descargas de radiofrecuencia de alto voltaje, simulando la química del nitrógeno por encima de la superficie del planeta.

Las muestras de aire tomadas de la estratosfera y disueltas en agua de mar ayudaron a confirmar los orígenes de esta especie de gas nitrógeno.

«Creemos que el enriquecimiento 15N15N proviene fundamentalmente de la química en la atmósfera superior, en altitudes cercanas a la órbita de la Estación Espacial Internacional», dice Yeung.

Sin embargo, eso no significa que la vida sea insignificante. «De hecho, significó que el proceso que causa el enriquecimiento atmosférico 15N15N tiene que luchar contra esta firma biológica», dice Yeung. «Están enzarzados en un tira y afloja», agrega.

Parece que la figura final de 15N15N es un acuerdo entre las especies de microbios, que fijan y liberan nitrógeno, y la química en los niveles superiores de la atmósfera.

Para los geoquímicos, este descubrimiento es un gran salto en la comprensión de la dinámica de la «sopa» química que es nuestra atmósfera. «Pero también nos da una pista sobre cómo podrían ser las firmas en otros planetas, especialmente si son capaces de sustentar vida tal como la conocemos», dice Young.

Buscar características similares en la composición de otras atmósferas sería una forma práctica de resaltar planetas que potencialmente tuvieran algún tipo de química extraña; una que pueda sugerir que nuestro planeta no es tan único, después de todo.

El Ciudadano, vía Science Alert