Por Roberta Friedman

Titán, la luna gigante de Saturno, envuelta en una dura atmósfera de nitrógeno repleta de hidrocarburos, podría proporcionar un laboratorio en el cielo para los científicos que se asoman a los orígenes de la vida.

Titán, la luna gigante de Saturno, envuelta en una densa atmósfera de nitrógeno repleta de hidrocarburos, podría proporcionar un laboratorio en el cielo para los científicos que se asoman a los orígenes de la vida. Con la misión Casssini-Huygens, programada para un encuentro en el 2004 con Saturno y Titán, los científicos esperan encontrar pruebas de la primitiva química orgánica, conservada en la extremadamente fría superficie de la luna helada. Porque aunque “Titán no es un lugar donde la vida comenzara o pudiera florecer” según dice el científico planetólogo Jonathan Lunine, es un buen lugar para buscar moléculas.|

Titán es un mundo del tamaño de Mercurio compuesto al cincuenta por ciento de una mezcla de hielos y roca. La composición química de su atmósfera recuerda a la de la Tierra temprana; pero es mucho más fría y carece de agua líquida. Los científicos creen que Titán puede tener moléculas que contengan carbono y nitrógeno acumuladas sobre su superficie. Y estos primitivos precursores de la vida podrían acercarse todavía más hacia los límites de esta si el agua líquida hiciera una aparición ocasional, que Lunine cree que muy bien pudiera suceder.

Dada la mezcla de materiales orgánicos conocidos que están disponibles en la atmósfera de la luna, y las condiciones que se cree que existen en su superficie, Titán podría convertirse en un “buen caldo de cultivo” para el nacimiento de las biomoléculas, dice Lunine, profesor en la Universidad de Arizona en Tucson y secretario del programa de astrofísica teórica de la universidad. Si una fuente vagabunda de calor provocara la disponibilidad de agua líquida, el que de otro modo sería un gigante helado proporcionaría una extensa superficie y largos tiempos de reacción para que se formaran estas moléculas. Cuando el agua se volviera a congelar, ello proporcionaría una excelente conservación de estos materiales precursores de la vida.

Lunine describe un proceso de dos fases para que estas moléculas pudieran formarse. Primero, la radiación ultravioleta del Sol junto con los rayos cósmicos y la radiación de electrones de la magnetosfera de Saturno convertirían las moléculas de nitrógeno y de metano de la atmósfera de Titán en radicales libres, que se combinarían para formar hidrocarburos simples: acetileno, cianuro de hidrógeno y polímeros de hidrocarburos más complejos. Estas moléculas primitivas se depositarían sobre la superficie de esa luna.

Si el agua líquida se hiciera presente sobre la superficie, proporcionaría el oxígeno necesario para convertir estos precursores orgánicos simples en los más complejos elementos estructurales de la vida tal como la conocemos. Este es el segundo paso. Pero Titán es, con mucho, demasiado frío para el agua líquida: en la atmósfera inmediata a su superficie tiene una temperatura de -178 ºC (-288 ºF), tan fría que el agua helada es tan dura como el granito.

Sin embargo, si fenómenos ocasionales como pudieran ser impactos o actividad volcánica, fundieran parte del hielo de Titán y generaran calor suficiente para poner en marcha las reacciones, las cadenas de hidrocarburos podrían combinarse con oxígeno en la superficie de Titán, para formar moléculas orgánicas complejas.

El tremendo calor de un impacto, por ejemplo, fundiría la corteza, que Lunine dice que es, sobre todo, agua helada. Si una capa fina, entonces, volviera a congelarse, y si también hubiera amoniaco actuando como anticongelante, el agua líquida podría permanecer embalsada en la superficie durante cientos o quizá miles de años.

El criovolcanismo es otra posible fuente de hielo fundido. En lunas heladas como Titán, el magma de las erupciones volcánicas es agua impulsada desde abajo por el calor interno de la Luna. Este calor procede en parte del proceso que formó a Titán y en parte procede de la descomposición de los isótopos radiactivos que sin duda existen en los corazones de las lunas del tamaño de Titán. Conducidas por estas fuentes de calor, son posibles las erupciones de agua fundida, y “aditivos”, como el amoniaco, que tiene un bajo punto de fusión.

Bien provocados por impactos, bien por criovolcanismo, dice Lunine, “esos periodos de actividad pudieran ser cuando la química orgánica se pusiera en marcha, y durante tiempos que con certeza serían superiores a cualquiera de los que podamos manejar en un laboratorio de química” en la Tierra. La energía para estas reacciones sería proporcionada por las mismas fuentes que provocaron que el hielo se fundiera. Una vez que el proceso comenzara, se obtendría energía adicional liberada de las mismas reacciones.

Cuando este calor ocasional llegara a disiparse, cualquier molécula orgánica compleja que se hubiera producido probablemente se conservaría, profundamente congelada, cuando el agua se solidificara de nuevo.

La dura atmósfera de Titán, así como su extremo frío, conservaría cualquier molécula orgánica, dice Lunine. Cualquier rayo ultravioleta o cósmico que alcanzara la atmósfera de Titán, tendería a “romper los polímeros y a formar radicales, algo inadecuado para la construcción de biopolímeros”. Pero señala, “La superficie de Titán está protegida contra la mayoría de los rayos cósmicos y ultravioleta, así que el material polimerizado no se destruye en su superficie”.

Richard Gammon, químico de la Universidad de Washington, está de acuerdo en que Titán ofrece un recipiente para probables reacciones de construcción de lo que podría recordar a los “precursores congelados-deshidratados” de la vida en la Tierra. Gammon, profesor de química, oceanografía y ciencias de la atmósfera, dice que las recientes afirmaciones de Lunine y de sus co-investigadores del JPL en dos cercanos congresos científicos (Goldschmidt/Washington) han “devuelto a Titán a la primera fila”.

“El tipo de biomoléculas que podrían formarse en ese horno” de la atmósfera de Titán recuerdan a Gammon a las de “la química que debe de tener lugar en el espacio interestelar”. Además, dice, las reacciones de la atmósfera de Titán podrían conducir hasta las purinas y las pirimidinas, las moléculas clave de las bases del ADN. Largas cadenas de ácidos carboxílicos, los primitivos precursores de glúcidos y grasas, también podrían formarse. Se piensa que esas reacciones tuvieron lugar en la Tierra prebiótica. Pero ya no tienen lugar aquí en grado significativo a causa de la atmósfera fuertemente oxidante de nuestro planeta.

Seguimos sin conocer si el proceso descrito en teoría por Lunine ocurre realmente o no en Titán. Las imágenes de la superficie obtenidas a tanta distancia como están los observatorios de la Tierra o del telescopio Hubble tienen una resolución limitada a unos cuantos cientos de kilómetros, dice Lunine. Esa resolución, aplicada a la Tierra, contemplaría a California o a Texas sólo como unos pequeños puntitos. La misión Cassini-Huygens “será nuestra primera oportunidad de comprender realmente a escala global el asunto de Titán” dice Lunine.

La nave orbital Cassini, con la sonda Huygens a su espalda, salió de Cabo Cañaveral en 1997 en dirección a Saturno y a sus anillos y sus Lunas. Poco después de que Casinni llegue a Saturno, Huygens, aportada por la Agencia Espacial Europea, descenderá a través de la atmósfera de Titán y, se espera, se posará sobre la superficie de la luna. Lunine es uno de los tres científicos interdisciplinares del equipo de la sonda de la ESA.

El gigante Titán, con un diámetro de alrededor de dos quintas partes del de la Tierra, es la segunda luna más grande del Sistema Solar. Sólo Ganimedes, la luna de Júpiter, es mayor. La presión atmosférica en su superficie es un sesenta por ciento mayor que la de la Tierra al nivel del mar. La densa atmósfera de Titán es diez veces más densa que la cobertura gaseosa de la Tierra. A diferencia de la atmósfera de la Tierra, sin embargo, la de Titán es principalmente de nitrógeno, con metano y trazas de otros hidrocarburos: una mezcla que recuerda el smog sobre las ciudades terrestres más contaminadas.

El telescopio Hubble penetró en la niebla de Titán con su escáner de longitud de onda del infrarrojo cercano en 1994. Las imágenes de la superficie mostraban un punto brillante del tamaño de Australia. A principios del año 2005 la sonda Huygens de la ESA descenderá por la atmósfera de Titán posándose en la superficie de la luna. Proporcionará resultados de análisis químicos, espectros e imágenes.

La sonda Huygens se destinó principalmente al muestreo de la atmósfera. “Cualquier otra cosa será un añadido” dice Lunine. La sonda está equipada para hacer mediciones y para grabar imágenes durante media hora sobre la superficie. Pero la sonda no tiene piernas, de modo que cuando se pose sobre la superficie de Titán su orientación será al azar. Y su aterrizaje puede ser en un lugar en el que no haya compuestos orgánicos.

Pero la misión Cassini-Huygens debería proporcionar un acúmulo de datos que guiarán a una futura sonda más móvil a un lugar de Titán en el que sea posible extraer muestras de biomoléculas. “La estrategia sería buscar lugares como cráteres de impacto” dice Lunine, que son “buenos sitios para encontrar química orgánica evolucionada”.

¿Y qué más?

Lunine y su equipo se concentrarán el año que viene en los métodos para detectar quiralidades en futuras misiones a Titán. La quiralidad o “cualidad de la mano” es el signo de las biomoléculas terrestres: es lo que hace funcionar a la química de la vida, desde la construcción del ADN hasta la digestión de la comida.

Las dos manos de una persona son “quirales”: junte sus palmas con las manos superpuestas; pero ahora junte la palma de una mano sobre el dorso de la otra, y los dedos no coincidirán, y los pulgares se saldrán. Todas las biomoléculas terrestres críticas para la vida son también quirales en sus disposiciones atómicas, hacia la izquierda o la derecha. Encontrar moléculas quirales en Titán con exceso de una orientación sobre la otra sugeriría que ahí la química orgánica está evolucionando hacia la bioquímica.