Nuevo estudio de la NASA revela el origen de la materia orgánica en las muestras lunares de Apolo

Un equipo de científicos financiados por la NASA ha resuelto un misterio persistente de las misiones Apolo a la luna – el origen de la materia orgánica encontrada en muestras lunares regresadas a la Tierra. Muestras de suelo lunar traídas por los astronautas del Apolo contienen bajos niveles de materia orgánica en forma de aminoácidos. Ciertos aminoácidos son los bloques de edificio de proteínas, moléculas esenciales utilizadas por la vida para construir estructuras como el pelo y la piel y regulan las reacciones químicas.

 

Alan L. Bean astronauta, piloto del módulo Lunar de la misión de aterrizaje lunar de Apolo 12, tiene un recipiente llenado con suelo lunar recogido mientras explora la superficie lunar. El Astronauta Charles "Pete" Conrad Jr., comandante, que tomó esta foto, se ve reflejado en la visera del casco.

Créditos: NASA

Puesto que la superficie lunar es totalmente inhóspita para las formas conocidas de vida, los científicos no creen que la materia orgánica proviene de la vida en la luna. En cambio, piensan que los aminoácidos podrían proceden de cuatro fuentes posibles. En primer lugar, ya que rastros de la vida están en todas partes en la Tierra, los aminoácidos podrían ser simplemente la contaminación de fuentes terrestres, o del material traído a la Luna por las misiones, o de contaminación introducida mientras que las muestras fueron manipulados en la Tierra.

En segundo lugar, escape del cohete de los módulos lunar contiene moléculas del precursor utilizadas para la construcción de aminoácidos (como el cianuro de hidrógeno HCN). Esta contaminación puede producir los aminoácidos durante el análisis de la muestra lunar en el laboratorio.

 

En tercer lugar, el viento solar – un flujo fino eléctricamente conduciendo gas soplado continuamente de la superficie del Sol--contiene los elementos utilizados para hacer aminoácidos, tales como hidrógeno, carbono y nitrógeno. Al igual que la contaminación de gases de escape del módulo lunar, material del viento solar podría producir aminoácidos durante workup de la muestra.

 

Cuarta, las reacciones químicas dentro de asteroides hacen de los aminoácidos. Fragmentos de colisiones de asteroides de vez en cuando caen a la Tierra como meteoritos, trayendo sus aminoácidos extraterrestres con ellos. La superficie lunar es frecuentemente bombardeada por meteoritos y podría tener aminoácidos de asteroides así.

 

"La gente sabía que eran aminoácidos en las muestras lunares, pero no sabían de dónde venían," dijo Jamie Elsila de Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Los científicos en la década de 1970 sabían las preguntas correctas para pedir y bastante duro fue el intentó responder, pero fueron limitados por las capacidades analíticas del tiempo. Ahora tenemos la tecnología, y hemos determinado que la mayoría de los aminoácidos llegaron de la contaminación terrestre, como tal vez una pequeña contribución de impactos del meteorito. ELSIL es autor principal de un documento sobre esta investigación aparece en línea en Geochimica et Cosmochimica Acta 28 de octubre.

 

El equipo analizó las siete muestras tomadas durante las misiones Apollo y almacenadas en un centro de conservación de la NASA desde el retorno a la Tierra y encontraron aminoácidos en todos ellos en concentraciones muy bajas (105 a 1.910 piezas-por-mil millones). Una de las nuevas capacidades claves del laboratorio de análisis de Astrobiología de Goddard fue la instrumentación con suficiente sensibilidad para determinar la composición isotópica de una molécula de aminoácido, según ELSIL. Esta capacidad permitió al equipo decir lo de la contaminación terrestre era la fuente primaria de los aminoácidos lunares.

 

Los Isótopos son versiones de un elemento; por ejemplo, carbono-13 tiene un neutrón extra y es una versión más grande de carbono-12 común. La vida prefiere utilizar el más ligero carbono-12, que reacciona un poco más fácilmente, por lo que las moléculas de aminoácidos de la vida terrestre tendrá menos carbono-13 en comparación con los aminoácidos producidos por reacciones no biológicas en los asteroides. Esto es lo que el equipo se encuentra en una de las muestras lunares que era lo suficientemente abundante como para análisis isotópico. La composición isotópica de los aminoácidos (glicina, β-alanina y L-alanina) tenía menos carbono-13 y más cerca se asemejó a partir de fuentes terrestres que de meteoritos.

 

La composición isotópica también ayudaron a descartar el viento solar como la fuente, ya que el viento solar tiene mucho menos carbono-13 que lo que se encontró en la muestra.

 

Además, si el viento solar fueron los encargados de los aminoácidos, las muestras tomadas de cerca de la superficie lunar, que tuvo la más alta exposición al viento solar, deberían tener una mayor abundancia de aminoácidos que las muestras tomadas de más profundo bajo la superficie. Esto es lo contrario de lo que encontraron, las muestras más profundas, que eran la más protegida del viento solar, tenía la producción más aminoácidos.

 

Un resultado similar en la abundancia del aminoácido ayudó a eliminar los gases de escape del módulo lunar como una fuente. Si la contaminación de los gases de escape producidos los aminoácidos, una muestra tomada de la derecha bajo el módulo lunar de Apolo 17 debe tener aminoácidos más que una muestra tomada de muy lejos. Sin embargo, el equipo encontró que una muestra tomada de 6,5 kilómetros (cuatro millas) lejos tuvieron abundancias de aminoácidos similares a uno tomado debajo del módulo.

 

La capacidad para determinar la orientación de una molécula del aminoácido fue otra nueva capacidad significativa del laboratorio Goddard que les permitió descubrir el origen de los aminoácidos lunares, según ELSIL. Moléculas de aminoácidos pueden construirse en dos versiones – izquierda y derecha--que son imágenes de espejo uno del otro, como las manos. La Vida terrestre utiliza las versiones para zurdos, mientras que la química no-biológica produce las variedades zurdas y diestras en cantidades iguales. En las muestras, el equipo encontró que las versiones para zurdos eran mucho más comunes que los diestros para varios tipos de aminoácidos que se utilizan para hacer proteínas. Puesto que la vida utiliza las versiones zurdas, esto sugiere vida terrestre como la fuente de estos aminoácidos.

 

Aunque la mayoría de los aminoácidos que probablemente vino de la Tierra, el equipo no se puede descartar una contribución de meteoritos porque encontraron algunos aminoácidos que son extremadamente raros en la biología terrestre pero común en meteoritos (por ejemplo, el ácido alfa-aminoisobutyric o AIB). Este descubrimiento sugiere que los meteoritos pueden hacer una pequeña contribución a los aminoácidos que se encuentran en la superficie lunar, según ELSIL.

 

La investigación tiene implicaciones importantes para futuras misiones que buscan extraterrestre materia orgánica que puede estar presente, pero en muy cantidades pequeñas (trazas). "Este trabajo destaca el hecho de que incluso con esfuerzos de control de contaminación reflexivo y cuidadoso, las trazas orgánicas en muestras extraterrestres pueden ser abrumados por fuentes terrestres," dijo ELSIL. «Misiones de futuro haciendo hincapié en el análisis orgánico deben considerar no sólo el control de la contaminación pero también incluyen 'muestras testigo' que la contaminación del medio ambiente y potencial se registran como la misión es construida y puesto en marcha para entender los antecedentes de contaminación inevitable.»

 

Esta es una lección que tomado en serio por misión OSIRIS-REx de la NASA, que inicia en el año 2016 para volver prístinas muestras de asteroide Bennu en 2023.

 

Las muestras de Apolo fueron tomadas en los finales de los 1960 y principios de los setenta y ponen de relieve el valor duradero de las misiones de retorno de muestra. "Estas muestras se recolectaron antes de que yo nací, y las técnicas utilizadas en nuestro estudio no fueron inventadas aún cuando las muestras fueron recolectadas; la conservación de las muestras para el trabajo futuro nos permitió identificar el origen de los aminoácidos detectados en las muestras, una pregunta que los investigadores originales fueron incapaces de resolver,"dijo ELSIL.

 

La investigación fue apoyada por la ciencia de avanzada Lunar y el programa de exploración investigación (láser) de la NASA, así como el Instituto de Astrobiología de NASA, administrado por el centro de investigación Ames de la NASA en Mountain View, California y el Centro Goddard de Astrobiología. El equipo incluye a investigadores de la NASA Johnson Space Center, Houston y Goddard.

 

Bill Steigerwald
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.

Last Updated: Oct. 28, 2015

Editor: Bill Steigerwald

 

Traducción: El Quelonio Volador