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Gira Google Earth hasta que veas el país de Omán.Las rocas milenarias del país son el telón de fondo de nuevas investigaciones que dan como resultado nuestra búsqueda de vida.El agua reacciona con esta roca para producir hidrógeno, que puede ser una fuente de energía para las bacterias.¿Podría suceder esto en otro mundo?

Los satélites oceánicos como Europa pueden ser la mejor manera de encontrar vida en otros lugares.Es por eso que la NASA lo está desarrollando.Clipper Europaestá en una misión, y la ESA estáexplorador de la luna de hielo de júpitermisión.Sin embargo, detectar vida o condiciones de vida en los mares de Europa requiere métodos y herramientas especiales, ya que el mar está enterrado bajo kilómetros de hielo.Estudios como este pueden ayudar a informar el diseño de instrumentos y misiones y proporcionar un contexto valioso para interpretar los resultados de la misión en Europa y en otros lugares.

La investigación es “Un modelo de nicho con información energética de hidrogenótrofos detectado en sedimentos de fluidos tortuosos de ofiolita de Samail en Omán”, y publicado en JGR Biogeosciences.El autor principal es Alta Howells, actualmente en el Centro de Investigación Ames de la NASA.

Una ofiolita es parte de la corteza oceánica de la Tierra y parte del manto superior subyacente.Cuando se expone al elevarse sobre el nivel del mar, es una opiolita.Las opiolitas suelen estar enterradas en la corteza continental.

tantosamail opiliteUna característica geológica bien conocida de la Península Arábiga.Es la ofiolita más grande y mejor conservada del mundo y se formó a finales del Período Cretácico de la Tierra, hace entre 65 y 100 mil millones de años.Tiene valor comercial por su mineral de cobre, pero también científicamente porque les cuenta a los científicos sobre la historia geológica de la Tierra.

Esta imagen muestra la ubicación de Semail Ophiolite en el extremo este de la Península Arábiga.  Crédito de imagen: Sadeghm2010 en Wikipedia en inglés, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=54524205

La ofiolita de Semail es importante en este estudio porque contiene rocas del manto superior.La roca del manto superior está decayendo, lo que significa que le falta oxígeno.Las rocas tienen más sitios de iones que pueden reaccionar con el oxígeno en presencia de oxígeno.Por ejemplo, hay más ferroso que férrico porque no hay suficiente oxígeno para combinar con todo el hierro.Básicamente, esto crea una masa de roca que “espera” a que el oxígeno llene todos los sitios de iones.

Esto es lo que está pasando con Semail Ophiolite.Reacciona con el agua en un proceso llamadotortuoso.La serpentinización produce H.2,Hidrógeno molecular.más h2Es alimento para microorganismos llamados hidrogenotrofos que pueden ser metabolizados utilizando oxígeno y utilizados como fuente de energía.

Este diagrama del estudio muestra la petrología de las opiolitas de Omán.  Los sitios de investigación están marcados como SJA-03, WDA-17, etc.  Crédito de imagen: Howells et al 2022.

Hay diferentes tipos de hidrogenotrofos y forman la comunidad de hidrogenotrofos.En este estudio, los investigadores “… Determinación de factores geoquímicos y biológicos que pueden influir en la composición de la comunidad hidrogenotrófica… “Quería. Para ello, “… Se investigó la relación entre la distribución de hidrogenótrofos y el suministro de energía química entre las tortuosas piscinas de fluidos de Omán. Es utilizado por su metabolismo”.

Los investigadores han descubierto que el entorno químico limita la distribución de varios hidrogenótrofos.Se centraron en los metanógenos, que son nutrientes de hidrógeno que producen metano.Los metanógenos son tóxicos para O.2Limita la difusión en áreas que son relativamente pobres en oxígeno.El equipo cree que los metanógenos y “… Umbrales ambientales para energía y sustrato… ” Fue caracterizado.

Estas son imágenes de algunos de los sitios de muestra de Oman Ophiolite.  (A) muestra el agua superficial que fluye a través de un fluido tortuoso.  (B) muestra lo mismo que el caso donde el agua superficial es marrón.  El blanco es un líquido tortuoso que es blanco debido a la precipitación de carbonato.  (C) muestra el número de superficies tituladas con fluido tortuoso.  (D) muestra sólo fluido tortuoso.  Tiene un pH superior a 11,5 y es un ejemplo de un líquido altamente alcalino rico en oxígeno.  Crédito de la imagen: Howells et al.  2022.

¿Qué significa esto para los satélites oceánicos como Europa y nuestra búsqueda de vida?

El autor principal, Howells, dijo en un comunicado de prensa que “se ha encontrado evidencia de que un proceso similar a la esferonización podría existir en todo el universo y podría ocurrir en la luna Europa de Júpiter y la luna Encelado de Saturno”.

En este estudio, los investigadores encontraron que no todos los ecosistemas tortuosos pueden albergar metanógenos.En ausencia de metanógenos, pueden prevalecer los organismos reductores de sulfato.Los agentes reductores de sulfato pueden ser importantes en el diseño de la misión porque no producen metano, a menudo citado como un biomarcador clave potencial.

“Los agentes reductores de sulfato no producen metano, por lo que podría tener un gran impacto en los instrumentos que desarrollamos y desplegamos en misiones para detectar vida en otros planetas”, dijo Howells.

Este diagrama del estudio muestra el tortuoso proceso.  Los gradientes geoquímicos pueden resultar de la mezcla de fluidos tortuosos, el agua superficial circundante y la escorrentía de tormentas en la superficie.  El recuadro muestra uno de los lugares en este estudio donde el agua superficial circundante se mezcla suavemente en un fluido tortuoso.  Imagen: Howells et al.  2022

Los resultados también explican la energía necesaria para la vida y cómo afecta nuestros esfuerzos hacia Europa.En Semail Ophiolite, los metanógenos que viven en fluidos tortuosos requieren más energía que los metanógenos que se encuentran en sedimentos marinos y de agua dulce.Los investigadores no están seguros de por qué sucede esto, pero puede deberse al alto pH del fluido tortuoso.aceptor de electrones.

El deseo de energía de Methanogen cuando vive en líquidos tortuosos puede ayudar a informar el diseño de la misión.

“Los requisitos de energía son fundamentales para toda la vida en la Tierra”, dijo Howells.”Si podemos desarrollar modelos simples que incluyan el suministro de energía como parámetros para predecir la ocurrencia y actividad de la vida en la Tierra, podemos implementar estos modelos en otros estudios del mundo oceánico”.

Los científicos han pensado durante mucho tiempo en fenómenos tortuosos en otros mundos como Marte y Europa.¿Podemos hacer lo mismo en Europa, ya que la serpentina produce aquí una fuente de energía para la vida?Una pregunta difícil pero persuasiva.

paraestudio 2020Sobre el fenómeno de torsión del otro mundo, los autores escribieron: “En Europa, la actividad volcánica y los fenómenos tortuosos sonredoxSe combina con el oxígeno producido en la superficie de la luna”.Todavía no se sabe si el tortuoso fenómeno ocurrirá en Europa, pero es posible.

Europa tiene un núcleo rocoso rodeado por un mar cubierto de hielo de hasta 30 km (19 millas) de espesor.Los científicos saben que no hay mucho oxígeno en la superficie de Europa, pero lo hay.Proviene de partículas cargadas en la atmósfera de Júpiter que irradian la superficie helada de la luna.Si el oxígeno de alguna manera atraviesa el hielo y fluye hacia el océano, puede hacer contacto con el núcleo de la roca.Sin embargo, la roca debe reducirse para que reaccione con el oxígeno y produzca hidrógeno como fuente de energía para la vida.

Este gráfico muestra cómo es el interior de Europa.  Fuente: NASA/JPL-Caltech/Michael Carroll

Sin embargo, como muestra Semail Ophiolite, solo las rocas que tienen poco oxígeno o que se han reducido pueden serpentear para producir hidrógeno.La descomposición radiactiva de las rocas en Europa puede exponer las rocas reducidas al oxígeno.A medida que la roca se expande térmicamente, las microfisuras pueden brindar oportunidades para que el oxígeno del agua entre en contacto con la roca reducida.El documento de 2020 afirma: “En este modelo geofísico masivo, el enfriamiento planetario debido a la desintegración radiactiva implica la penetración de agua en aguas más profundas a lo largo del tiempo y continúa hasta el día de hoy.La comparación del hidrógeno calculado con el oxígeno generado en la superficie entregado a los océanos de Europa revela un flujo redox similar al de la Tierra”.

Entonces, hay al menos alguna evidencia de que la serpentinización podría crear una fuente de energía para los microbios en los océanos de Europa.¿Cuándo podremos probar estos modelos y profundizar nuestra comprensión del tortuoso fenómeno, especialmente en Europa?

El lanzamiento del Europa Clipper de la NASA está programado para octubre de 2024. Sin embargo, debe ser abril de 2030 para llegar a Júpiter y entrar en órbita.Si se aprueba, una misión de aterrizaje separada podría comenzar en 2025, lo que permitiría recopilar datos de la superficie lunar helada alrededor de 3031.

Se espera que el Explorador de lunas heladas de Júpiter (JUICE) de la ESA se lance en 2023 y llegue a Júpiter en 2031. JUICE estudiará las tres lunas de Júpiter (Ganímedes, Calisto y Europa).Recopila datos para Europa, pero su objetivo principal es Ganímedes, el satélite más grande del sistema solar.Ganímedes también tiene un mar subterráneo de agua salada.

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