Hace algunas semanas se dio a conocer una noticia impactante: ¡se había detectado signos de vida en Venus!.
Una noticia como esta sin lugar a dudas causa una agitación enorme ya que estamos hablando del planeta más cercano que tenemos en “nuestro vecindario”, su órbita alrededor del Sol está a solo 41 millones de kilómetros de la nuestra, mientras que la de Marte, el otro vecino más cercano, está a unos 78 millones de kilómetros.
Esta noticia surgió en una forma indirecta, debido a que en la atmosfera de Venus se detectó la presencia de una sustancia poco común llamada fosfina, la cual podría ser un potencial indicador de vida en el planeta vecino.
Recordemos algunas características importantes de Venus para entrar en contexto: es el segundo planeta más cercano al Sol y tiene un tamaño y composición muy similar a la de la Tierra, por lo que se lo conoce como el planeta hermano, se piensa que hace millones de años atrás albergaba grandes océanos en su superficie que luego debido a un fuerte efecto invernadero, producido por la desgasificación de las rocas, se evaporaron completamente cambiando de manera abrupta la composición de su atmósfera y el aspecto del planeta.
La causa de esta desgasificación que llevó a la radical transformación de Venus es un misterio, se cree que probablemente esté relacionada con la actividad volcánica. Una posibilidad es que grandes cantidades de magma burbujeante liberaron dióxido de carbono de las rocas fundidas a la atmósfera, la presencia de grandes cantidades de este gas desencadenó un efecto invernadero desbocado, que ha resultado en las abrasadoras temperaturas promedio de 462°C que se encuentran hoy en la superficie de ese planeta.
Actualmente, Venus posee una atmosfera muy densa compuesta por dióxido de carbono (CO2) y nubes de ácido sulfúrico, con presencia de fuertes vientos. Estas condiciones atmosféricas, invitan a pensar que Venus es un lugar totalmente hostil para el desarrollo de la vida, ya que la misma debería soportar condiciones de temperatura y acides mucho más extremas que las condiciones más extremas conocidas en la Tierra, ¿hasta ahora?.
Nuestro Sistema Solar ofrece importantes bancos de pruebas para explorar la geología planetaria, el clima y la habitabilidad, ya sea por medio de muestreos in situ como por monitoreos remotos, y tiene un número cada vez mayor de cuerpos celestes con características de interés en la búsqueda de vida fuera de la Tierra. Sin ir más lejos, en julio de este año la NASA envió una nueva misión a Marte, Mars 2020, la cual entre sus distintos objetivos, persigue la idea de analizar la posible presencia de vida pasada en ese planeta. También la luna de Júpiter, Europa es una candidata a estudiar en busca de señales de vida, o las lunas de Saturno, Encelado y Titán; todas son objetivos potenciales prometedores por sus características geológicas. El reciente hallazgo de gas fosfina en su atmósfera ahora plantea a Venus como un lugar más para tomar en serio la búsqueda de vida más allá de la Tierra.
Para el caso de nuestro planeta vecino Venus, ya hace algunos años el famoso astrónomo y divulgador científico Carl Sagan hablaba de la posible presencia de vida en las nubes venusianas. Dado que en su atmosfera hay abundante presencia de dióxido de carbono (CO2), vapor de agua y luz (radiación), condimentos esenciales para la vida. Además teniendo en cuenta que la temperatura en la atmosfera de Venus es similar a las de la Tierra, Sagan pensaba que podría existir algún tipo de vida basada en el proceso de fotosíntesis capaz de explotar esos recursos de sustancias químicas básicas y energía.
Hace apenas algunos días, un equipo de científicos publicaron en la prestigiosa revista científica Nature Astronomy, un trabajo donde se detalla el hallazgo en las nubes venusianas de un compuesto gaseoso del elemento fosforo, que al menos en la Tierra, es el resultado de procesos biológicos. Este compuesto es la fosfina, cuya fórmula química es PH3, o también conocido como gas fosfano, es una molécula formada por un átomo de fósforo y tres de hidrógeno, con características de olor fuerte y desagradable.
En nuestro planeta, solo se conocen dos tipos de fuentes o modos de producirse este gas, y ambas están relacionadas con la vida: por parte del ser humano en la fabricación industrial para su utilización en la industria de semiconductores o fabricar pesticidas, aunque originalmente se produjo para utilizarla con fines bélicos en la Primera Guerra Mundial. O bien por actividad de algunos tipos de bacterias anóxicas, es decir capaces de vivir sin oxígeno, que toman compuestos de fósforo en estado oxidado, como los fosfatos, y los reducen a la forma química de fosfina, en un modo similar al que otras bacterias anóxicas producen el gas metano CH4 (formado por carbono e hidrógeno) o amoníaco NH3 (formado por nitrógeno e hidrógeno)
Conozcamos un poco esta sustancia intrigante: Fosfina o gas fosfeno.
La fosfina, PH3, es el fosfuro de hidrógeno que en química significa el compuesto de fósforo en su estado de oxidación (lo que antes llamábamos valencia!) de -3. Es un gas incoloro, inflamable y muy tóxico que en su estado puro es inodora e incolora, pero al contener impurezas presenta color y un olor muy desagradable similar al ajo o al pescado podrido, esto es debido a la presencia de otra sustancia formada por fosforo e hidrogeno: la difosfina, P2H6, y de otros tipos de fosfinas que le confieren estas características organolépticas.
Inicialmente este compuesto se consideraba una forma gaseosa del fósforo elemental, hasta que, en 1789, un químico francés llamado Lavoisier reveló que se trataba de una combinación del fósforo con hidrógeno. Esta molécula presenta una forma trigonal piramidal y se genera naturalmente en pequeñas cantidades durante la degradación de la materia orgánica que contiene pequeñas cantidades de compuestos de fósforo, por parte de bacterias que viven en un ambiente sin presencia de oxígeno.
A 20°C se encuentra en estado gaseoso, tiene su punto de ebullición a los -87,7°C y un punto de fusión de -132,8°C, y es muy poco soluble en agua.
El fósforo es el único elemento del grupo de elementos en la tabla periódica encabezados por el nitrógeno, que forma más de un solo tipo de hidruro (compuestos que tienen al elemento combinado solamente con hidrogeno). Además de la fosfina, PH3, forma entre otros, la difosfina, P2H4, que normalmente se forma junto con la fosfina, pudiendo ambos separarse por condensación debido a la diferencia de los puntos de ebullición (-87,7 °C para la fosfina frente a 63,5 °C en el caso de la difosfina), siendo esta última un líquido amarillo a temperatura ambiente.
En nuestro Sistema Solar, la fosfina se produce en las profundidades del interior de los planetas gaseosos como Júpiter y Saturno. Cerca de los núcleos de estos planetas, las temperaturas y presiones de los gases son lo suficientemente elevadas como para crear esta molécula, que luego se eleva a través de la atmósfera por movimientos convectivos. Pero en los planetas rocosos, como lo son la Tierra y Venus, las condiciones son mucho menos extremas y hasta ahora no se conoce una forma natural de producir fosfina en ausencia de vida.
La profesora Greaves de la Universidad de Cardiff en Reino Unido y sus colegas, identificaron por primera vez la fosfina en las nubes de Venus en el año 2017 utilizando el telescopio James Clerk Maxwell, ubicado en Hawái y confirmaron su presencia utilizando un telescopio de mayor precisión llamado ALMA, ubicado en Atacama, Chile. Ambos telescopios miden la composición de las ondas de radiación electromagnética que emiten los diferentes materiales o sustancias químicas cuando están a una alta temperatura, es decir los diferentes espectros de emisión, que son tan característicos de cada sustancia como lo es la huella dactilar para los seres humanos.
Este hallazgo fue sorprendente, pero vale decir que se detectaron cantidades tremendamente pequeñas de este compuesto en la atmósfera de Venus: alrededor de 20 ppb, que significan 20 partes del gas por cada mil millones de partes de gases totales. Para tomar una idea comparativa, esta cantidad es similar a la presencia del ozono en la atmósfera de la Tierra.
Sin embargo, la presencia de al menos unas pequeñas partes por miles de millones de este compuesto es completamente inesperado en atmosferas oxidantes como la de Venus o la Tierra, donde los componentes que contienen oxígeno son notablemente superiores a aquellos que contienen hidrogeno, como la fosfina. En estos ambientes oxidantes se esperaría encontrar la mayor parte del fósforo atmosférico o superficial en formas oxidadas de fósforo, por ejemplo, los compuestos de fosfatos. La fosfina en presencia de una atmósfera que contiene oxígeno y con temperatura elevada, debería rápidamente ser transformada (esto es, oxidada) a algún tipo de fosfato, como podría ser el ácido fosfórico, considerando que en la atmósfera de Venus también existen cantidades muy altas de compuestos de azufre en forma oxidado, el ácido sulfúrico.
El hallazgo de esta sustancia en una atmosfera oxidante significa que existe una fuente capaz de emitir suficiente cantidad de éste gas como para acumularse y ser identificado, a pesar de que debe estar siendo destruido constantemente por las condiciones oxidantes del medio.
En este contexto, los científicos afirman que la formación de fosfina (PH3) no es un proceso favorecido, incluso considerando aproximadamente 75 reacciones químicas relevantes conocidas. Por lo que, si ningún proceso químico conocido puede explicar la formación de fosfina en la atmósfera superior de Venus, entonces debe estar siendo producida mediante un proceso que antes no se consideraba plausible para dichas condiciones, ya sean procesos de tipo fotoquímicos, geoquímicos o quizás biológicos. En esta última parte de esta frase está planteada la posibilidad de existencia de vida (al menos en forma de bacterias) en Venus.
“La vida es lo único que utiliza o consume energía para la fabricación de moléculas”, afirma Clara Sousa-Silva, integrante del equipo de investigadores que realizó este hallazgo. «De lo contrario, en el universo, las reacciones químicas solo ocurren cuando son energéticamente favorables».
Incluso si se llegara a confirmar el hallazgo, los científicos son determinantes en aclarar que la detección de fosfina (PH3) no representa una evidencia sólida de vida, solo explica anomalías químicas inexplicables para nuestro planeta. Concluyen que ¨hay problemas conceptuales sustanciales para la idea de la vida en las nubes de Venus: el medio ambiente es extremadamente deshidratante así como hiperacídico¨
Toda investigación científica en sus inicios permite formular una primera interpretación del fenómeno observado, pero luego estas investigaciones deben continuarse y profundizarse a fin de confirmar esa primera interpretación o bien descartarla en favor de otra más adecuada. Este es el camino que todavía falta recorrer antes de poder afirmar con certeza que en Venus existe alguna clase de vida, y ello puede llevar mucho tiempo.
Entonces, luego del descubrimiento de la presencia de fosfina en la atmósfera de Venus, deberíamos expresar: “hay posibilidades de encontrar vida en Venus”, pero claro, ese título no sería ya tan impactante en la noticias.
Un comentario final sobre la Fosfina
Es bien conocido entre los mitos y leyendas del campo argentino que a muchos de nuestros gauchos, andando de noche por la pampa o en el medio de algún monte, se les aparecía la “luz mala”, que los perseguía como un “ánima en pena” cuando pasaban muy cerquita de ella. Pues bien, algunos investigadores en química han propuesto una explicación menos popular y más científica de este fenómeno: este efecto es producido debido a la presencia del gas fosfina en ese lugar particular del campo.
Pero ¿cómo se forma la fosfina en el campo?. Bueno, como mencionamos en este artículo, la fosfina se forma por la acción de microoganismos (bacterias) que viven en un ambiente muy pobre en oxigeno y actúan sobre algun material conteniendo compuestos de fosfatos. La fuente de fosfato en este caso puede ser los huesos de algún animal (¡o ser humano!) muerto y que quedó enterrado a escasa profundidad. La parte mineral de nuestros huesos la forma una sustancia llamada apatita, que es un fosfato de calcio. Por otra parte, en la tierra y a cierta profundidad desde el suelo, no hay una cantidad de oxígeno significativo, por lo que es un lugar donde las bacterias anóxicas pueden desarrollarse muy bien. Si la profundidad en donde se encuentran los huesos no es demasiada y si las bacterias hicieron su trabajo para producir un poco de fosfina, este gas puede escapar a la superficie y permanecer, al menos por un corto tiempo, sobre la superficie antes de dispersarse o descomponerse por el oxígeno del aire.
Y ahora, ¿cómo aparece la “luz”?. La fosfina tiene la particularidad de ser una sustancia fosforescente, es decir que puede absorber luz y re-emitirla en la forma de un “brillo” característico. Los vapores de fosfina que se han acumulado sobre el terreno pueden fosforecer aún de noche con una luz natural muy tenue, como la que da una Luna brillante.
Por último ¿por qué se le ha llamado “mala”?. Cuando alguien pasa muy cerca de estos vapores de fosfina fosforesciendo, produce una turbulencia en el aire y un efecto de succión y arrastre de los vapores, por lo que el fenómeno que esa persona va a observar es que “la luz lo persigue”. Si a todo este contexto le agregamos un poco de fantasia, una buena cuota de temor por estar andando de noche en el medio del campo o del monte, y una pizca de alguna vieja culpa o remordimiento por algo que hicimos.
ya tenemos todos los ingredientes listos para un buen susto!!
FUENTES
- https://scitechdaily.com/new-study-reveals-evidence-that-venus-was-once-habitable/
- https://link.springer.com/article/10.1007/s11214-018-0467-8 (artículo original en Nature Astronomy)
- https://www.thespacereview.com/article/3909/1
- Fundamental Planetary Science. Physics, Chemistry and Habitability. Jack J. Lissauer. 2013. Cambrige University Press.
- Introduction to Planetary Science The Geological Perspective. Gunter Faure. 2007. Springer.
- https://www.thevespiary.org/rhodium/Rhodium/Vespiary/talk/files/2494-The-Chemistry-of-Phosphine807f.pdf
