Un lago volcánico tóxico revela cómo la vida puede haber sido posible en Marte

(CNN) – Cerca de la cumbre del volcán Poás de Costa Rica se encuentra uno de los lagos más ácidos de la Tierra, azul brillante y lleno de metales tóxicos.

Las duras condiciones de Laguna Caliente, donde las temperaturas pueden fluctuar entre 38 grados Celsius y 90 grados Celsius, son donde algunos afortunados científicos van a aprender más sobre Marte.

Las frecuentes erupciones freáticas ocurren cuando las aguas subterráneas se calientan por actividad volcánica, liberando explosiones de ceniza, roca y vapor.

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Sin embargo, los microbios han encontrado una manera de vivir en este entorno, uno de los más hostiles de nuestro planeta, según múltiples estudios del lago y nuevas investigaciones publicadas la semana pasada en Frontiers in Astronomy and Space Science.

Aunque la diversidad de la vida en este lago no es alta, ha logrado adaptarse y persistir de muchas maneras.

El vapor tóxico y punzante rodea el lago y el volcán

“Nuestro hallazgo muestra que la vida persiste en los entornos más extremos de la Tierra”, dijo el autor del estudio Justin Wang, estudiante graduado y asistente de investigación de la Universidad de Colorado Boulder.

“Es difícil imaginar algo más hostil a la vida que un lago volcánico ultraácido con frecuentes erupciones”, dijo Wang. “La baja biodiversidad, junto con numerosas adaptaciones y metabolismos en nuestra muestra, sugiere que el lago alberga microbios altamente especializados para este tipo de medio ambiente”.

Este entorno de otro mundo podría sugerir cómo podría haber existido la vida en Marte hace miles de millones de años y revelar nuevos lugares para buscar evidencia de vida antigua en el planeta rojo, según los investigadores.

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Una historia de dos lagos

Los dos lagos de cráter cerca de la cumbre del volcán, ambos formados después de cráteres llenos de agua de lluvia, no podrían ser más diferentes entre sí. Un cráter inactivo alberga el lago Botos, que está rodeado de vegetación tropical. El cráter activo alberga Laguna Caliente, que contiene azufre líquido y hierro. Los gases del lago crean lluvia ácida y niebla ácida, dañando los ecosistemas cercanos e irritando los ojos y pulmones de los exploradores intrépidos.

Los investigadores realizaron estudios de campo activos en el lago en 2013, 2017 y 2019. Si bien los resultados de la excursión de 2019 aún están pendientes, es un viaje que Wang nunca olvidará.

El volcán Poás, ubicado en medio de la selva tropical costarricense, entró en erupción más recientemente en 2017 y 2019. El área inmediatamente alrededor del volcán está desprovista de vida debido a los gases tóxicos que libera.

Wang y sus colaboradores caminaron hasta el volcán en noviembre, un mes después de que se reformara el lago del cráter. Eran conscientes de dónde entraban en el suelo suelto causado por la acidez que descomía el material de la superficie. Partes del lago hervidas y las aberturas volcánicas llamadas fumarolas eructaban gases sulfurosos calientes.

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Justin Wang se encuentra junto a fumarolas en el cráter durante la investigación de campo en 2019.

“Cuando fui al volcán Poás, fue después de más de un año de erupciones magmáticas y solo un mes después de que el lago se reformara y se consideró lo suficientemente seguro como para regresar a la superficie del lago del cráter”, dijo Wang. “El lago en sí está agitando y es dinámico. A medida que te acercas aún más, puedes oler el fuerte hedor de azufre, que ha permanecido en la ropa que llevaba puesta hasta el día de hoy. Peor aún es el olor a ácido clorhídrico, que sabe agrio en el aire y pica los ojos”.

Alrededor del lago hay charcos de agua hirviendo y ácido, y Wang sintió el calor del volcán a través de la parte inferior de sus zapatos cerca de la orilla del lago.

Los investigadores recogieron muestras del lago, tal como lo habían hecho en 2013 y 2017.

“Es una experiencia muy intensa y emocionante probar desde el lago”, dijo Wang. “Tengo mucha suerte de ser uno de los pocos científicos del mundo que ha podido visitar este entorno”.

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Viviendo al límite

En 2013, los investigadores determinaron que la bacteria Acidiphilium vive en el lago. Estos microbios se encuentran a menudo en el drenaje ácido de minas, así como en sistemas hidrotérmicos, como Laguna Caliente. Las bacterias Acidiphilium tienen múltiples genes que les permiten adaptarse para sobrevivir en diferentes entornos.

Se produjeron más erupciones en el sitio antes de que el equipo regresara en 2017. Después de reunir más muestras, los investigadores encontraron que había un poco más de biodiversidad entre las bacterias en el lago de lo esperado. Además, su secuenciación de ADN reveló que la bacteria Acidiphilium ha desarrollado formas de convertir elementos como azufre, hierro y arsénico para crear la energía necesaria para sobrevivir.

Los gases tóxicos surgen del lago en 2019.

“Entre 2013 y 2017, hubo numerosas erupciones freáticas que influyen metales tóxicos, acidez extrema y calor al lago, pero sin embargo vimos algunos de los mismos microorganismos en el mismo entorno”, dijo Wang.

Aproximadamente un mes después de que el equipo recogiera muestras del lago en marzo de 2017, el volcán Poás entró en erupción con magma. La fuerza de la explosión arrojó rocas a una milla del sitio, vomitó lava, drenó el lago del cráter y liberó un penacho de ceniza a unos 12.000 pies por encima del cráter varias veces, dijo el coautor del estudio Geoffroy Avard, vulcanólogo del Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Costa Rica.

“Nos gustaría caracterizar cómo la vida reclama este entorno”, dijo. “Una hipótesis principal de nuestro estudio es que la vida en el volcán Poás es capaz de sobrevivir al margen durante estos entornos extremos. Así que nos encantaría probar no solo el lago del cráter, sino también la línea costera, los sistemas de aguas subterráneas conectados y cualquier lugar donde se pueda albergar la vida cerca”.

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La búsqueda de la vida

Las adaptaciones genéticas descubiertas por Wang y sus colegas durante su estudio sugieren que la vida podría haber sobrevivido en entornos hidrotérmicos en Marte al igual que en algunos de los lugares más extremos de la Tierra.

Los sistemas hidrotérmicos proporcionan calor, agua y energía, todo necesario para la formación y evolución de la vida. Mientras que la exploración marciana anterior ha analizado fuentes antiguas de agua como cráteres y ríos, los investigadores piensan que los sitios de aguas termales antiguas son otro objetivo clave en la búsqueda de vida extraterrestre.

“Estos lugares no son difíciles de encontrar ya que a principios de Marte tenía un vulcanismo desenfrenado y abundante agua cercana a la superficie”, dijo el coautor del estudio Brian Hynek, profesor asociado del departamento de ciencias geológicas de la Universidad de Colorado Boulder y investigador asociado en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la universidad, por correo electrónico.

Los investigadores continuarán recogiendo muestras del lago para determinar cómo los cambios ambientales afectan la vida.

“De hecho, hemos descubierto muchas ‘piedras Amarillas secas’ en Marte, basadas en firmas minerales que contienen azufre detectadas desde la órbita”, dijo.

El rover Spirit de la NASA incluso se encontró con un respiradero volcánico cuando exploró Marte entre 2004 y 2011, señaló Hynek.

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“El borde del cráter del cráter Jezero, donde se encuentra ahora el rover Perseverance, es un lugar que probablemente exhibió actividad hidrotérmica debido al impacto formador de cráteres que ocurrió, así que tendría curiosidad por ver qué resultados encuentra Perseverance cuando llegue allí“, dijo Wang.

La investigación para comprender los pequeños organismos que viven en entornos extremos está cambiando la forma en que los científicos consideran los límites de la vida, ya sea dentro de un lago de cráter volcánico activo o a lo largo de respiraderos hidrotérmicos calientes en el fondo del océano.

Si bien eso ayuda a los investigadores a cambiar la forma en que piensan cómo podría existir la vida dentro de las condiciones hostiles en otros planetas, Wang advierte que los científicos no deberían estar demasiado “centrados en la Tierra” en su enfoque. La vida en la Tierra generalmente se encuentra en presencia de agua, pero la existencia de agua en Marte fue mucho más limitada y episódica en el pasado, dijo.

“Creo que necesitamos cambiar la forma en que pensamos en la vida en otros mundos”, dijo Wang. “Necesitamos considerar las historias geológicas únicas de nuestros entornos extraterrestres y ponerlas en contexto con lo que tenemos aquí en la Tierra. Si los ríos eran inestables en Marte mientras que las aguas termales eran comunes, entonces tal vez la vida en entornos hidrotérmicos sea el lugar más probable donde la vida podría haber existido”.