Extrañas colonias bacterianas en Chile muestran cómo la vida en Marte podría estar dispersa en bolsas

Es aterrador que si hay vida en Marte, o evidencia de vida pasada, accidentalmente no podamos encontrarla por unos pocos centímetros.

Astrofísico del Instituto SETI, en la orilla de un lago seco en el desierto de Atacama en Chile Kimberly Warren-Rhodes Y sus colegas descubrieron recientemente que las comunidades de bacterias y otras formas de vida microscópica se apiñaban en pequeños parches de espacio habitable, a veces de unos pocos centímetros cuadrados. Estos pequeños entornos se denominan microhábitats y el aprendizaje automático podría ayudar a mejorar nuestras probabilidades de encontrarlos en Marte.

Warren-Rhodes y sus colegas publicaron su trabajo en el diario Astronomía natural.

Un pequeño trozo de Marte en la Tierra

Si miras el Salar de Pajonales del norte de Chile desde el aire, se parece mucho a las fotos de las cuencas de Marte tomadas por Mars Reconnaissance Orbiter, con sus superficies de sal salpicadas de grietas y pequeñas crestas.

Bajonales fue un lago hace millones de años, pero el agua que una vez lo llenó se secó hace mucho tiempo, dejando una costra de sal y algunas bolsas de salmuera subterránea en el límite entre el desierto de Atacama de Chile y su altiplano o planicies altas. . El lago de 64 millas cuadradas tiene mucho en común con algunos de los lugares de Marte donde los científicos planean buscar evidencia de vida antigua: frío, salado, seco y expuesto a los rayos ultravioleta a gran altura, Bajonals no es exactamente. Un lugar hospitalario, pero suficiente para microbios ultraresistentes.

Pero cuando Warren-Rhodes y sus colegas examinaron una parte del antiguo lago, encontraron que solo el 9,2 por ciento del área que buscaron tenía vida microscópica, como colonias de bacterias fotosintéticas. Hay vida en Bajonales, pero si revisas un lugar al azar en la orilla del lago, tendrías un 80.8 por ciento de posibilidades de perderte.

Los microorganismos están en los detalles.

Debido a que Bajonales es un buen análogo para los lechos de lagos secos en Marte, Warren-Rhodes y sus colegas querían descubrir cómo los planificadores de expediciones a Marte podrían mejorar su vida o la evidencia de vida pasada en ese lugar. Exploraron la cuenca del lago a pie y con vehículos aéreos no tripulados, mapearon dónde viven los microbios y registraron sus datos en múltiples escalas, desde la vista de pájaro de un satélite como MRO o un helicóptero como Inginuti hasta la vista desde la cámara del mástil de un rover. . El tamaño en pulgadas se magnifica.

Al observar el entorno desde unas pocas yardas de distancia, Warren-Rhodes y sus colegas notaron que la tierra desnuda y plana casi siempre estaba sin vida, pero las cúpulas de sal (montículos de unos pocos pies de altura) sobrevivieron el 40 por ciento del tiempo. Y el suelo moldeado, en su mayoría plano, pero entrecruzado con pequeñas bandas de yeso en forma de cinta de una o dos pulgadas de alto, vivió la mitad del tiempo. Juntos, esos dos tipos de terreno constituían solo alrededor de un tercio de la cuenca del lago, pero eran excelentes lugares para buscar vida.

Aun así, un Marte hipotético que buscara cúpulas y tierra esculpida todavía tendría un 50/50 de posibilidades de encontrar, o perder, rastros de vida, incluso uno habitado por personas como Bajonals. Es como lanzar una moneda al aire para determinar si encontramos extraterrestres.

Y para acercarse, Warren-Rhodes y sus colegas estudiaron lo que ellos llaman «microhábitats», entornos diminutos de unas pocas pulgadas de tamaño. Resulta que a las bacterias les gusta vivir en depósitos de alabastro: una forma de yeso muy fina y en polvo. Los pequeños parches de alabastro están «casi universalmente habitados», escriben Warren-Rhodes y sus colegas. Y las microestructuras, esas pequeñas crestas que rompen la superficie texturizada, están repletas de microbios fotosintéticos.

Mientras tanto, los microbios aparentemente absorben arena y suelo llano y desnudo. Los cristales son impredecibles; Los microorganismos prefieren vivir en cristales de yeso si son cúpulas o tienen una capa exterior suelta de alabastro.

El alabastro se forma en la base de las crestas y los domos, donde la humedad es ligeramente mayor, mientras que los cristales en capas de alabastro se forman cerca de las grietas abiertas en los domos, donde todavía hay poca humedad. Y la estructura interior de alabastro está llena de pequeños poros, perfecta para retener la mayor cantidad de agua posible y perfecta para transportar salmuera desde el subsuelo.

Que significa todo esto?

Warren-Rhodes y sus colegas usaron todos esos datos para entrenar una red neuronal activa para predecir las posibilidades de encontrar vida en un lugar determinado, desde la escala de millas hasta la escala de pulgadas. Cuando lo probaron en otra parte del lago, la red predijo correctamente entre un 70 y un 90 por ciento.

«Mientras que una búsqueda aleatoria da una probabilidad del 9,2 por ciento de encontrar firmas biológicas, una búsqueda dirigida […] Guiado por modelos de aprendizaje automático, proporciona hasta ~87,5 por ciento de posibilidades de detectar firmas biológicas en la primera muestra», escriben Warren-Rhodes y sus colegas.

Los planificadores de misiones para los rovers de Marte de la NASA ya están apuntando a áreas que se cree que contienen rastros de antiguos extraterrestres: están tomando muestras al azar y esperando lo mejor. Específicamente, los equipos de rover están buscando lugares donde el agua fluyó o se detuvo durante el pasado más cálido y húmedo del planeta.

Pero Warren-Rhodes y sus colegas argumentan que las posibilidades de éxito son mucho mejores si los rovers se dirigen a los microbios correctos, como una colonia de bacterias fotosintéticas que prosperan en alabastro de tres pulgadas de ancho pero no en arena a unas pocas pulgadas de distancia. Sin embargo, para hacer eso, los investigadores necesitan un conocimiento íntimo de cada entorno específico, hasta una escala de unas pocas pulgadas. Por ejemplo, la orilla de un lago seco como el Bajonales tiene una microbiota diferente a la del delta de un río antiguo como el Cráter Jesero.

El objetivo final de Warren-Rhodes y sus colegas es una base de datos de información, y redes neuronales entrenadas, sobre muchas analogías diferentes: entornos en la Tierra que comparten características con lugares en Marte.

«Tal biblioteca podría ayudar a los futuros científicos de exploración de Marte a seleccionar facies, ensamblajes minerales y estructuras que tienen más probabilidades de contener firmas biológicas», escriben Warren-Rhodes y sus colegas.

Esa biblioteca de microhábitats también podría ser útil para buscar vida en otros mundos, aparentemente más remotos que Marte, en lunas heladas como Titán, Encelado y Europa.