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Lago tóxico en volcán de Costa Rica da pistas de la vida en Marte

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Cerca de la cima del volcán Poás de Costa Rica se encuentra uno de los lagos más ácidos de la Tierra, de color azul brillante y lleno de metales tóxicos.

Las duras condiciones de Laguna Caliente, donde las temperaturas pueden fluctuar entre los 100 grados Fahrenheit (38 grados Celsius) y los 194 grados Fahrenheit (90 grados Celsius), es donde algunos científicos afortunados van a aprender más sobre Marte.

Las erupciones freáticas frecuentes ocurren cuando el agua subterránea se calienta por la actividad volcánica, liberando explosiones de ceniza, roca y vapor.

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 una nueva investigación publicada 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 en una multitud de formas.

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

«Es difícil imaginar algo más hostil para la vida que un lago volcánico ultraácido con erupciones frecuentes», dijo Wang sobre el cuerpo de agua cerca del vocán Poás. «La baja biodiversidad junto con numerosas adaptaciones y metabolismos en nuestra muestra sugiere que el lago alberga microbios altamente especializados para este tipo de ambiente».

Las pistas del lago del volcán Poás

Este entorno de otro mundo podría sugerir cómo pudo haber existido 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.

Los dos lagos del cráter cerca de la cima del volcán, ambos formados después de que los cráteres se llenaron de agua de lluvia, no podrían ser más diferentes entre sí.

Un cráter inactivo contiene el lago Botos, que está rodeado de vegetación tropical. El cráter activo alberga la 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 los pulmones de los intrépidos exploradores.

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. Estaban muy atentos de dónde pisaban en la tierra suelta causada por la acidez que descompone el material de la superficie. Partes del lago hirvieron y las aberturas volcánicas llamadas fumarolas arrojaron gases sulfurosos calientes.

«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 considerara lo suficientemente seguro como para regresar a la superficie del lago del cráter», dijo Wang. «El lago en sí es turbulento y dinámico. A medida que te acercas, puedes oler el fuerte hedor a 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 te hace picar los ojos».

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

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

«Es una experiencia muy intensa y emocionante tomar muestras del lago», dijo Wang. «Tengo mucha suerte de ser uno de los pocos científicos en el mundo que ha podido visitar este entorno».

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 las minas, así como en los sistemas hidrotermales, 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 recolectar más muestras, los investigadores descubrieron que había un poco más de biodiversidad entre las bacterias en el lago de lo esperado.

Además, la secuenciación de su ADN reveló que la bacteria Acidiphilium ha desarrollado formas de convertir elementos como el azufre, el hierro y el arsénico para crear la energía necesaria para sobrevivir.

volcán Poás

Gases tóxicos se elevan del lago en 2019.

«Entre 2013 y 2017, hubo numerosas erupciones freáticas que introdujeron metales tóxicos, acidez extrema y calor en el lago, pero, sin embargo, vimos algunos de los mismos microorganismos en el mismo ambiente», dijo Wang.

Aproximadamente un mes después de que el equipo recolectara muestras del lago en marzo de 2017, el volcán Poás entró en erupción con magma. La fuerza de la explosión arrojó rocas a casi dos kilómetros del sitio, arrojó lava, drenó el lago del cráter y lanzó una columna de ceniza a varios metros de altura sobre el 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 ambientes extremos. Por lo tanto, nos encantaría tomar muestras no solo del lago del cráter, sino también de la costa, los sistemas de agua subterránea conectados y cualquier lugar cerca donde pueda estar albergada la vida».

Las adaptaciones genéticas descubiertas por Wang y sus colegas durante su estudio sugieren que la vida podría haber sobrevivido en ambientes hidrotermales en Marte como lo hace en algunos de los lugares más extremos de la Tierra.

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

«Estos lugares no son difíciles de encontrar ya que el Marte primitivo tenía un vulcanismo desenfrenado y abundante agua cerca de la superficie», dijo el coautor del estudio Brian Hynek, profesor asociado del Departamento de Ciencias Geológicas de la Universidad de Colorado Boulder e investigador asociado del Laboratorio de Ciencias Atmosféricas Física Espacial de la universidad, vía correo electrónico.

«De hecho, hemos descubierto muchas ‘piedras amarillas secas’ en Marte, que según las firmas minerales detectadas desde la órbita, contienen azufre», dijo.

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

«El borde del cráter del cráter Jezero, donde se encuentra ahora el rover Perseverance, es un lugar que probablemente exhibió actividad hidrotermal debido al impacto de formación de cráteres que ocurrió, por lo que tengo curiosidad por ver qué resultados encuentra Perseverance cuando llegue allí», dijo Wang.

La investigación para comprender los pequeños organismos que viven en ambientes 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 fuentes hidrotermales calientes en el fondo del océano.

Si bien eso ayuda a los investigadores a cambiar la forma en que piensan sobre 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 era mucho más limitada y episódica en el pasado, dijo.

«Creo que necesitamos cambiar la forma en que pensamos sobre la vida en otros mundos», dijo Wang. «Necesitamos considerar las historias geológicas únicas de nuestros ambientes extraterrestres y poner eso en contexto con lo que tenemos aquí en la Tierra. Si los ríos eran inestables en Marte mientras que las fuentes termales eran comunes, entonces quizás la vida en ambientes hidrotermales sea el lugar más probable donde la vida podría haber existido».

*Con información de CNN