1 Ab Inition: Orígenes del Universo, la Tierra, la Vida y la Inteligencia Facultad Experimental de Ciencias y Tecnología. Universidad de Carabobo, Valencia, Venezuela 7 Julio 2005 Bioseñales en el Sistema Solar Julian Chela-Flores 1/39

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3 Texto de la conferencia http://www.ictp.it/~chelaf/ss32 2/39

4 Importancia de las las bioseñales en el sistema de Júpiter 3/39

5 Hay señales de vida ¿Hay señales de vida en los exoplanetas? 4/39

6 Primeras misiones para Júpiter 5/39

7 Los ‘Voyagers’ The Solar System Family NASA, 1977-1989 Europa 6/39

8 La misión Galileo (NASA: 1989-Setiembre 2003 ) 7/39

9 Imágenes de Europa (Galileo) 8/39

10 Características de Europa  Orbita elíptica: es una fuente de calor interno (un ‘efecto de mareas’).  El océano global: La profundidad de la superficie helada es de: 10 - 100 Km., posiblemente menos de diez. 9/39

11 Planificación de futuras misiones para Europa 10/39

12 The Jovian Minisat Explorer (ESA) Un “Technology Reference Study” para el desarrollo de tecnologías estratégicamente importantes (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 11/39

13 Jovian Relay Spacecraft (JRS) y 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. JRS JEO 12/39

14 Exploración de la superficie helada de Europa con el “Europa Microprobe In Situ Explorer” (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 13/39

15 Principales fases del descenso   Separación de las sondas   Penetración en el hielo de las diversas minisondas hasta una profundidad de 72.5 cm 14/39

16 Instrumentación miniaturizada : Espectrómetros de masa 15/39

17 EM con analizador de tiempo de vuelo (TOF) usando láser de ablación (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 lander 16/39

18 Con un paquete científico de 375 Kg sobre la superficie de Europa, los objetivos serían: El “ 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 17/39

19 apertura criobot sumergible Fuentes hidrotermales azufre Para una fecha indefinida en el futuro: JPL y DLR (German Aerospace Center, Cologne) 18/39

20 Sitios en la Tierra con condiciones análogas a Europa 19/39

21 El Océano Ártico y sus temperaturas 20/39

22 Antártica 21/39

23 Sur Norte 22/39

24 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 Vostok 240Km largo por 50 Km de ancho Su superficie es más de 40 veces la del Lago de Valencia 23/39

25 24/39

26 Más de una docena de lagos congelados Más de una docena de lagos congelados Área 4,800 km 2 Área 4,800 km 225/39

27 El Lago Bonney en el Valle de Taylor 26/39

28 C: Glaciar Canada F: Lago Fryxell H: Lago Hoare Fotografía aérea de los lagos del Valle de Taylor 27/39

29 Distribución mundial de las cianobacterias Las cianobacterias algunas veces crecen en colonias de estromatolitos Las cianobacterias algunas veces crecen en colonias de estromatolitos Los estromatolitos pueden estar constituidos de cianobacterias filamentosas, por ejemplo por Phormidium frigidum, la cual forma la matriz de la mayor parte de las colonias en Antartica. Podemos decir que en Antartica forman una especie de esterilla. Los estromatolitos pueden estar constituidos de cianobacterias filamentosas, por ejemplo por Phormidium frigidum, la cual forma la matriz de la mayor parte de las colonias en Antartica. Podemos decir que en Antartica forman una especie de esterilla. Cianobacterias filamentosas X 2,900 Shark Bay, Australia 28/39

30 Colonias de cianobacterias en los lagos de los valles secos  a. Levantados  b. Postrados  c. En columnas  d. Pináculo  e. Colonia de cianobactrias en una laguna del Glaciar Koettlitz e 50 cm 10 cm d 29/39

31 Otros tipos de biotas en los lagos de los valles secos  a. Philodina gregaria la cual subsiste sobre las colonias de cianobacterias  b. Un nematodo  c. Chlymidomonas a b c 30/39

32 Instrumentación para detectar bioseñales en el Sistema Solar 31/39

33 Constituyentes diferentes del agua sobre la superficie helada de Europa Nuevas características de absorción (  m) 3.503.884.054.254.57 Posibles identificaciones H2O2H2O2H2O2H2O2 C 2 H 5 SH mercaptan o SO 2 CO 2 (CN) 2 cianógeno 32/39

34 Moléculas interestelares La molécula interestelar de 6 átomos CH 3 SH podría estar presente en el sistema de Júpiter desde la época de su formación 33/39

35 ¿Existen elementos biogénicos en Europa?  En la Tierra algunos elementos son producidos por el decaimiento de organismos.  Si en la superficie de Europa se detectan nuevos procesos de absorción, para atribuírlos al metabolismo celular, es necesario confirmar su biogenicidad.  Por ejemplo, la presencia del mercaptano puede ser excluida si el valor del parámetro delta-34 no está cercano a la media del meteorito del Cañón Diablo (CDM): 34/39

36 El parámetro de azufre delta-34 (correspondiente al meteorito de ‘Canyon Diablo’, CDM, triolita)  El parámetro tiene valor cero cuando al muestra (sa) coincide con el cociente promedio terrestre de 34 S/ 32 S. 35/39

37 El parámetro de azufre delta-34 en material terrestre, meteorítico y lunar Terrestre Meteorítico Lunar -40 Según mediciones cerca de la costa de California: Sulfuro insoluble, principalmente pirita. Sulfato coexistente con agua de mar 36/39

38 Discusión   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 delta 34 S.  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. 37/39

39 Conclusión Este trabajo sugiere una búsqueda dual de bioseñales:  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 delta 34 S con respecto al valor promedio del MCD. 38/39

40 Impresión de un artista de un exoplaneta alrededor de Gliese 876 vista desde un satélite. Esto ilustra la posible generalidad de los estudios de las bioseñales en Europa 39/39