Ab Inition: Ab Inition: Orígenes del Universo, la Tierra, la Vida y la InteligenciaOrígenes del Universo, la Tierra, la Vida y la Inteligencia
Facultad Experimental de Ciencias y Tecnología.Facultad Experimental de Ciencias y Tecnología.Universidad de Carabobo,Universidad de Carabobo,
Valencia, VenezuelaValencia, Venezuela
7 Julio 20057 Julio 2005
Bioseñales en el Sistema
Solar
Julian Chela-Flores
1/391/39
Texto de la Texto de la conferenciaconferencia
http://www.ictp.it/~chelaf/ss32
2/392/39
Importancia de las las bioseñales
en el sistema de Júpiter
3/393/39
¿Hay señales de vida Hay señales de vida en los exoplanetas?en los exoplanetas?
4/394/39
Primeras misiones para Júpiter¿
5/395/39
Los ‘Voyagers’Los ‘Voyagers’
The Solar System Family
NASA, 1977-1989NASA, 1977-1989
EuropaEuropa6/396/39
La misión GalileoLa misión Galileo
(NASA: 1989-Setiembre 2003(NASA: 1989-Setiembre 2003))
7/397/39
Imágenes de Europa (Galileo)Imágenes de Europa (Galileo)
8/398/39
Características de EuropaCaracterísticas de Europa
Orbita elípticaOrbita elíptica: es una : es una fuente de calor interno (un fuente de calor interno (un ‘efecto de mareas’).‘efecto de mareas’).
El océano globalEl océano global: La : La profundidad de la profundidad de la superficie helada es de: 10 superficie helada es de: 10 - 100 Km., posiblemente - 100 Km., posiblemente menos de diezmenos de diez..
9/399/39
Planificación de futuras misiones para
Europa
10/3910/39
The Jovian Minisat Explorer (ESA)The Jovian Minisat Explorer (ESA)Un “Technology Reference Study” para el Un “Technology Reference Study” para el
desarrollo de tecnologías estratégicamente desarrollo de tecnologías estratégicamente importantes importantes
(P. Falkner y colegas)(P. Falkner y colegas)
Dos sondas (JRS, JEO) se mantendrán juntas desde el lanzamiento hasta la inserción en orbita de Júpiter
Luego se introducirán en sus respectivas orbitas
Hay 8 oportunidades para el lanzamiento entre 2010 y 2030
11/3911/39
Jovian Relay Spacecraft (JRS) y Jovian Relay Spacecraft (JRS) y Jovian Europa Orbiter (JEO) Jovian Europa Orbiter (JEO)
JRS: En una orbita elíptica alrededor de Júpiter, la cual se podrá comunicar con JEO y la Tierra.
JEO: En órbita de 200 Km alrededor de Europa, llevará una carga científica y medios de comunicación con JRS.
JRSJRS
JEOJEO
12/3912/39
Exploración de la superficie helada de Exploración de la superficie helada de EuropaEuropa
con el “Europa Microprobe In Situ con el “Europa Microprobe In Situ Explorer” Explorer”
(Tirso Velasco y colegas)(Tirso Velasco y colegas)
El aspecto mas sobresaliente es un conjunto de 4 mini-sondas
El vínculo de masa para la sonda en orbita es de 20 Kg
El vínculo de masa para las microsondas es de 1.7 Kg
13/3913/39
Principales fases del Principales fases del descensodescenso
Separación de las sondas
Penetración en el hielo de las diversas minisondas hasta una profundidad de 72.5 cm
14/3914/39
Instrumentación Instrumentación miniaturizadaminiaturizada::
Espectrómetros de Espectrómetros de masamasa
15/3915/39
EM con analizador de tiempo de vuelo (TOF) usando láser de EM con analizador de tiempo de vuelo (TOF) usando láser de ablaciónablación
(Universidad de Berna)(Universidad de Berna)
Construido para la misión al planeta Mercurio Bepi Colombo (lanzamiento 2012 duración del viaje 50 meses)
Láser de ablación e ionización es un instrumento para el análisis de superficies por medio de EM.
120X60 mm con peso total de 500 g, incluyendo toda la electrónica
Instrumento para el Instrumento para el landerlander
16/3916/39
Con un paquete científico de Con un paquete científico de 375 Kg sobre la superficie de 375 Kg sobre la superficie de Europa, los objetivos serían:Europa, los objetivos serían:
El “El “Júpiter Icy Moons Orbiter”Júpiter Icy Moons Orbiter” ((JIMO)JIMO)
Verificar la potencialidad para la emergencia de la vida en los satélites Galileanos
Hacer un inventario de los compuestos orgánicos y otras biomoléculas de la superficie
NASA retardado JIMO hasta 2017 NASA retardado JIMO hasta 2017 17/3917/39
aperturaapertura
criobotcriobotsumergiblesumergible
Fuentes Fuentes hidrotermaleshidrotermales
azufreazufre
Para una fecha indefinida en el Para una fecha indefinida en el futuro: futuro:
JPL y DLR (German Aerospace Center, JPL y DLR (German Aerospace Center, Cologne)Cologne)
18/3918/39
Sitios en la Tierra con Sitios en la Tierra con condiciones análogas a condiciones análogas a
EuropaEuropa
19/3919/39
El Océano Ártico y sus El Océano Ártico y sus temperaturastemperaturas
20/3920/39
AntárticaAntártica
21/3921/39
SurNorte
22/3922/39
Un deposito acquático, el cual ha permanecido aislado
biologicamente por 1 millon de años
Vostok encierra el 5% del agua no-salada total del
mundo, mientras que todo el hielo de Antártica
encierra el 70%
El Lago VostokEl Lago Vostok 240Km largo por 50 Km de ancho
Su superficie es más de 40 veces la del Lago de
Valencia
23/3923/39
24/3924/39
• • Más de una docena Más de una docena de lagos congelados de lagos congelados
• • Área 4,800 kmÁrea 4,800 km22
25/3925/39
El Lago Bonney en el Valle de El Lago Bonney en el Valle de TaylorTaylor
26/3926/39
C: Glaciar CanadaC: Glaciar CanadaF: Lago FryxellF: Lago FryxellH: Lago HoareH: Lago Hoare
Fotografía aérea de Fotografía aérea de los lagos del Valle los lagos del Valle
de Taylorde Taylor
27/3927/39
DistribuciónDistribución mundial de las mundial de las cianobacteriascianobacterias
Las cianobacterias algunas veces Las cianobacterias algunas veces crecen en colonias de crecen en colonias de estromatolitosestromatolitos
Los estromatolitos pueden estar Los estromatolitos pueden estar constituidos de cianobacterias constituidos de cianobacterias filamentosas, por ejemplo por filamentosas, por ejemplo por Phormidium frigidum,Phormidium frigidum, la cual la cual forma la matriz de la mayor forma la matriz de la mayor parte de las colonias en parte de las colonias en Antartica. Podemos decir que en Antartica. Podemos decir que en Antartica forman una especie de Antartica forman una especie de esterilla.esterilla.
Cianobacterias Cianobacterias filamentosasfilamentosas
XX 2,900 2,900
Shark Bay, AustraliaShark Bay, Australia28/3928/39
Colonias de cianobacterias en Colonias de cianobacterias en los lagos de los valles secoslos lagos de los valles secos
a. Levantadosa. Levantados
b. Postradosb. Postrados
c. En columnasc. En columnas
d. Pináculod. Pináculo
e. Colonia de e. Colonia de cianobactrias en cianobactrias en
unauna laguna del Glaciar laguna del Glaciar KoettlitzKoettlitz
ee
5050 cmcm
10 cm10 cm
10 cm10 cm
dd
29/3929/39
Otros tipos de biotas en los Otros tipos de biotas en los lagos de los valles secoslagos de los valles secos
a. a. Philodina Philodina gregariagregaria la cual la cual subsiste sobre las subsiste sobre las colonias de colonias de cianobacteriascianobacterias
b. Un nematodob. Un nematodo
c. c. ChlymidomonasChlymidomonas
aa
bb
cc
30/3930/39
Instrumentación para Instrumentación para detectar bioseñales detectar bioseñales en el Sistema Solaren el Sistema Solar
31/3931/39
Constituyentes diferentes del agua sobre la Constituyentes diferentes del agua sobre la
superficie helada de Europasuperficie helada de Europa
NuevasNuevas
característicacaracterísticas de s de
absorción absorción ((m)m)
3.53.500
3.883.88 4.04.055
4.254.25 4.574.57
Posibles Posibles identificacionidentificacion
eses
HH22OO
2 2
CC22 H H5 5 SHSH
mercaptamercaptanono
SOSO22 COCO22 (CN)(CN)22
cianógencianógenoo
32/3932/39
Moléculas interestelaresMoléculas interestelares
La molécula interestelar de 6 La molécula interestelar de 6 átomos CHátomos CH33SH podría estar SH podría estar presente en el sistema de Júpiter presente en el sistema de Júpiter desde la época de su formacióndesde la época de su formación
33/3933/39
¿Existen elementos biogénicos en ¿Existen elementos biogénicos en Europa?Europa?
En la Tierra algunos elementos son producidos por el En la Tierra algunos elementos son producidos por el decaimiento de organismos. decaimiento de organismos.
Si en la superficie de Europa se detectan nuevos Si en la superficie de Europa se detectan nuevos procesos de absorción, para atribuírlos al procesos de absorción, para atribuírlos al metabolismo celular, es necesario confirmar su metabolismo celular, es necesario confirmar su biogenicidad.biogenicidad.
Por ejemplo, la presencia del mercaptano puede Por ejemplo, la presencia del mercaptano puede ser excluida si el valor del parámetro delta-34 no ser excluida si el valor del parámetro delta-34 no estestáá cercano a la media del meteorito del Cañón cercano a la media del meteorito del Cañón Diablo (CDM):Diablo (CDM):
34/3934/39
El parámetro de azufre delta-34 El parámetro de azufre delta-34 (correspondiente al meteorito de ‘Canyon Diablo’, CDM, triolita)(correspondiente al meteorito de ‘Canyon Diablo’, CDM, triolita)
El parámetro tiene valor cero cuando al El parámetro tiene valor cero cuando al muestra (sa) coincide con el cociente promedio muestra (sa) coincide con el cociente promedio terrestre de terrestre de 3434S/S/3232SS..
35/3935/39
El parámetro de azufre delta-34 en El parámetro de azufre delta-34 en material terrestre, meteorítico y lunarmaterial terrestre, meteorítico y lunar
Terrestre
Meteorítico
Lunar
-40
Según mediciones cerca de la costa de California:Sulfuro insoluble, principalmente pirita.
Sulfato Sulfato coexistente coexistente con agua de con agua de
marmar
36/3936/39
DiscusiónDiscusión La producción del compuesto de azufre por bacterias
anaeróbicas se está estudiando en ambientes lacustres. (Las bacterias que metabolizan el azufre no pueden ser descartadas de antemano como una fuente de contaminación de la superficie helada de Europa.)
Si la fuente de azufre fuese biogénica, serían detectables desviaciones con respecto al valor medio del MCD del parámetro delta34S.
Cromatografía de gases-espectrometría de masa (GC-MS) es un posible tipo de instrumentación apropiada para la detección de tales bioseñales. Alternativamente, pudiera ser usado uno de los instrumentos miniaturizados ya descritos en este trabajo.37/3937/39
ConclusiónConclusiónEste trabajo sugiere una búsqueda dual de Este trabajo sugiere una búsqueda dual de
biobioseñales:señales:
La búsqueda desde una sonda orbital de compuestos que en la Tierra son asociados a actividad microbiológica. Determinar la región manchada por el compuesto de azufre con espectroscopía desde la sonda en órbita (incluyendo el IR-cercano). Comprobar la presencia de desviaciones significativas del parámetro delta34S con respecto al valor promedio del MCD.
38/3938/39
Impresión de un artista de un Impresión de un artista de un exoplaneta alrededor de Gliese 876 vista exoplaneta alrededor de Gliese 876 vista desde un satélite. Esto ilustra la posible desde un satélite. Esto ilustra la posible
generalidad de los estudios de las generalidad de los estudios de las bioseñales en Europabioseñales en Europa
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