El Sistema Solar – Júpiter (VI)

La entrada de hoy es la última que dedicamos al propio Júpiter, ya que a partir de ahora seguiremos explorando el sistema joviano, pero satélite a satélite. Como recordarás, hace un par de semanas analizamos las ventajas e inconvenientes de colonizar el propio gigante en un artículo que tal vez resultase algo deprimente. Mi conclusión al respecto era básicamente que no tiene mucho sentido colonizar Júpiter, por muy sugerentes que sean las imágenes mentales al respecto (y que me perdone Lando Calrissian). Hoy nos dedicaremos una vez más a especular, esta vez acerca de las posibilidades de vida en Júpiter, y mucho me temo que las conclusiones tampoco son esperanzadoras, ¡lo siento!

Júpiter es sugerente como posible asiento de vida porque, incluso hoy en día, existe una diferencia fundamental con otros lugares del Sistema Solar, como Marte. En el caso de Marte, dado que podemos ver con gran claridad la superficie del planeta, sabemos que si hay vida en él se trata con enorme probabilidad de vida microscópica: no vamos a encontrar criaturas del tamaño de un elefante, porque de haberlas allí las habríamos visto ya con nuestros satélites. ¡Ah, pero Júpiter es diferente! La profundísima capa de nubes, el propio tamaño gigantesco del planeta y la minúscula fracción que hemos logrado explorar bajo las nubes suponen que, en teoría, podría haber criaturas del tamaño de ciudades allí abajo, y no tendríamos ni idea de que están allí.

De hecho, algunos escritores de ciencia-ficción han elaborado historias maravillosas acerca de vida inteligente en Júpiter y de cómo su fisiología y psicología serían muy diferentes de las nuestras. ¿Puedes imaginarlo? Características físicas aparte, la vida inteligente que evolucionase en las profundidades de Júpiter tendría una concepción del Universo muy diferente de la nuestra. En la Tierra es imposible no mirar al firmamento y ver una miríada de estrellas, planetas, el Sol, los movimientos aparentemente circulares en el cielo, y preguntarse “¿qué hay más allá? ¿estamos solos en esto?”

Sin embargo, si nacieras en las profundidades de la atmósfera joviana, todo lo que verías sobre tu cabeza serían nubes y más nubes. Nada más allá, nada externo. Un filósofo de Júpiter probablemente haría equivalentes los conceptos de “Júpiter” y “Universo”. Y no sería fácil cambiar eso, porque si salir de la Tierra es difícil por la gravedad que nos ata a nuestro planeta –y nos ha costado mucho tiempo lograr escapar de él–, ¿imaginas lo que eso supondría en Júpiter? La tarea es de una enormidad apabullante, y la tecnología necesaria para alcanzar otros planetas sería, en el caso de los habitantes de Júpiter, mucho más difícil de alcanzar que para nosotros.

Pero ¡ay!, se trata sólo de especulaciones sin mucho fundamento, de acuerdo con los datos que hemos ido recopilando hasta el momento. Ahora que me he desahogado soñando un poco, volvamos a la firmeza de los hechos y la fría lógica y analicemos la situación con serenidad, porque la cosa está mal. Al principio había escrito el artículo en plan “éstas son las formas de vida que podrían existir en Júpiter… éstas son las cosas que sabemos hoy que hacen que probablemente esas formas de vida no existan”, pero he cambiado de idea, más que nada porque esa manera de atacar el asunto es un poco deprimente; he decidido hacerlo justo al revés – primero nos quitamos de encima las razones por las que actualmente pensamos que es probable que no haya vida joviana, y luego hablamos de cómo podría ser si estamos equivocados y sí que la hay. Un final más dulce, ¿no?

Estamos bastante seguros de que existe un nivel por debajo del cual no puede existir vida en Júpiter, ni parecida a la nuestra ni diferente de ella –salvo que sea de tal modo que el propio término “vida” no sea aplicable–. La razón es que los organismos vivos compuestos por moléculas sólo pueden existir si puede haber moléculas… y hay un nivel por debajo del cual la presión y la temperatura jovianas son tan gigantescas que las moléculas son rotas en pedazos y sólo puede haber átomos sueltos (y, como hemos visto, por debajo de eso ni siquiera hay átomos sino materia degenerada). Suele llamarse a esa profundidad nivel pirolítico, por la rotura de moléculas a causa de una gran temperatura. Desde luego, el nivel depende de la molécula en cuestión, pero dadas las temperaturas tremendas en lo profundo de Marduk, no hay duda de que ese nivel existe y no hay que ir muy abajo.

Para que surja la vida, por tanto, hace falta que puedan formarse moléculas suficientemente complejas durante el tiempo suficiente como para asociarse unas a otras, como pensamos que sucedió en nuestro propio planeta en el pasado. El problema en Júpiter es que, aunque nuestras primeras misiones no lo detectaran, los vientos verticales en la atmósfera son muy intensos y llegan muy profundamente. Esas células convectivas “reciclan” una gran parte de la atmósfera joviana en tiempos relativamente cortos, llevando las moléculas de regiones más externas hacia dentro… por debajo del nivel pirolítico. Incluso aunque las descargas de los rayos y los compuestos orgánicos simples de la atmósfera joviana por encima de ese nivel pudieran permitir la formación de moléculas más complejas, esas moléculas serían luego arrastradas a las profundidades, densas y tórridas, de Marduk, que se las tragaría y las destruiría sin piedad antes de que diera tiempo a la formación de vida.

La combinación del nivel pirolítico y los vientos verticales intensos parecen, por tanto, una condena para la vida potencial en el planeta. Sin embargo, siempre podemos dudar, o soñar: tal vez la complejidad enorme de la dinámica atmosférica joviana permite la existencia de bolsas de gas que no sufren ese “reciclaje” que destruyese las posibles moléculas complejas. Tal vez en algunos lugares el movimiento es menos profundo, o menos rápido, y una vez formada vida simple ésta pudiese defenderse de algún modo de la ulterior destrucción desarrollando algún mecanismo que le permitiese elevarse o, al menos, resistir el impulso del viento que trata de sumergirla en el infierno de las capas inferiores de la atmósfera de Brihaspati. Como digo, es probable que no, pero ¿alguien nos impide especular sin el menor rubor?

Si nuestros datos son incompletos o nuestros razonamientos erróneos, de lo que noy hay duda es de que, de haber vida en Júpiter, sería muy distinta de la vida terrestre en casi cualquier aspecto. Como hemos visto a lo largo de los artículos dedicados al Leviatán, las condiciones son tan diferentes de las terrestres como se podría imaginar: no hay una superficie definida que separe atmósfera de ningún “suelo”, los lugares en los que la temperatura es parecida a la terrestre tienen presiones gigantescas, y donde la presión es similar a la atmosférica en la Tierra la temperatura es gélida.

El principal artículo “temprano” de especulación sobre las posibilidades de vida en Júpiter tras nuestros primeros datos del planeta en los años 70 es “Particles, environments, and possible ecologies in the Jovian atmosphere”, de Carl Sagan y Edwin Ernest Saltpeter, publicado en 1976. Aunque se trata de un documento que ha quedado obsoleto por los descubrimientos posteriores de todas las sondas que hemos enviado a Júpiter, sigue siendo absolutamente delicioso leerlo, y si te manejas en la lengua de Shakespeare, te lo recomiendo sin dudar. Tan imaginativo, riguroso con los datos del momento y sugerente es, que no puedo evitar dar detalles sobre las ideas de Sagan y Saltpeter aunque estén anticuadas en algunos aspectos.

La claridad de mente de Sagan y Saltpeter se muestra en dos detalles del texto; por un lado, aunque algunos de los datos con los que trabajan son erróneos, como la estimación del tiempo que tardarían las corrientes de convección en hacer descender las moléculas orgánicas hasta niveles pirolíticos, los dos científicos identifican ese tiempo como uno de los factores fundamentales en la estimación de las posibilidades de vida en Júpiter. Por otro lado, dejan muy claro que sus especulaciones no son más que eso, y proporcionan maneras concretas mediante las que detectar algunas de las formas de vida que proponen desde órbita, con datos muy específicos (como tasas de absorción de radiación a distintas longitudes de onda) que serían indicativos de la presencia de la vida que postulan. El hecho de que más tarde hayamos comprobado que los datos concuerdan con la ausencia de vida simplemente valida, en mi opinión, la calidad del documento, que lejos del voluntarismo nos ha proporcionado las propias herramientas para demostrar que sus hipótesis son falsas. La ciencia en estado puro; ¡un brindis por Saltpeter y Sagan!

El caso es que ambos se centran en un modelo similar en algunos aspectos al de los océanos de la Tierra; al fin y al cabo, por encima del nivel pirolítico Júpiter es un mar de gas sin una superficie sobre la que apoyarse. El problema principal en Júpiter, a diferencia de los océanos terrestres, es que la intensa gravedad y las corrientes de convección son un peligro constante para las formas de vida, ya que al caer o ser arrastradas hacia el infierno de las profundidades sufrirían una destrucción muy rápida. Además, en la concepción de estos dos científicos, la principal fuente energética de la vida joviana, a pesar de la enorme distancia al Sol, podría seguir siendo la fotosíntesis, lo que supone una vez más una motivación muy poderosa para mantenerse a gran altitud en la atmósfera del planeta.

Esta combinación de factores –más energía disponible arriba y menor peligro de acabar como una tostada en el horno– hace que Saltpeter y Sagan sugieran mecanismos físicos por los que la supervivencia sería posible a gran altitud. Básicamente, sugieren dos tipos de solución al problema, y cuatro tipos básicos de organismos en el océano de Júpiter –aunque pueden solaparse hasta cierto punto–: hundidores, flotadores, cazadores y carroñeros.

Nota: Para que resulte más natural, voy a utilizar el indicativo para hablar de los posibles organismos jovianos de acuerdo con Sagan y Saltpeter, pero recuerda que esto no significa que pensemos que realmente están ahí (más bien pensamos que no es así).

Por un lado, proponen un primer tipo de organismos muy simple, que denominan hundidores (( No se me ocurre otra traducción mejor de sinkers, se aceptan sugerencias. )). Estos seres no utilizan ningún sistema de flotación para mantener su altitud, y su densidad es mayor que la de la atmósfera que los rodea. Por tanto, eventualmente se hunden en la atmósfera y son destruidos al alcanzar el nivel pirolítico.

El tamaño de este primer tipo de organismos no puede ser muy grande; al igual que las gotitas de una nube, pueden sostenerse pese a tener una mayor densidad que el aire circundante debido a su pequeño tamaño y las corrientes ascendentes, pero un tamaño demasiado grande y caen como las gotas de lluvia. Por tanto, o bien siempre son pequeños o, si crecen, antes de hacerse demasiado grandes y descender hacia las tórridas capas inferiores deben reproducirse de algún modo, sexual o asexualmente, para soltar pequeños hundidores nuevos muy ligeros que asciendan en las corrientes convectivas hacia la zona óptima, más fresca y cercana a la débil radiación solar.

¿De dónde obtendrían el sustento estos hundidores? Las dos posibilidades de siempre: o bien se trata de organismos autótrofos, que realicen la fotosíntesis y creen sus propias moléculas orgánicas, o bien se trata de seres heterótrofos que filtren las moléculas orgánicas ya existentes en la atmósfera joviana, formadas por descargas eléctricas, radiación ionizante o cualquier otra causa, o que capturen otros hundidores de menor tamaño. Dado el pequeño tamaño de estas criaturas y lo pasivo de su existencia, cual gotas de agua en una nube inmensa, no les haría falta una gran cantidad de energía para subsistir. Probablemente tampoco necesitarían demasiada inteligencia, o nada en absoluto.

Una de las opciones de los hundidores heterótrofos se parece mucho al modo en el que crecen las gotículas de agua en una nube: debido a la diferente velocidad vertical, una gotícula algo más grande puede atrapar a una más pequeña y absorberla. Al hacerlo, se hace ligeramente más pesada, con lo que disminuye su velocidad ascendente o incluso desciende, si es lo suficientemente grande. Cuanto mayor se hace, más gotitas pequeñas se cruzan en su camino debido a la diferencia de velocidad vertical, y más rápidamente crece… y lo consigue sin gastar la más mínima energía en locomoción, aprovechando simplemente lo inevitable de la atracción gravitatoria.

Para organismos más grandes no es posible sobrevivir de este modo durante un tiempo razonable en Júpiter sin tener algún tipo de locomoción propia o un sistema que evite hundirse hacia las profundidades, de modo que se plantea un segundo tipo de organismos: los flotadores. En este caso se trata de seres que consiguen tener una densidad lo suficientemente pequeña como para flotar a gran altitud; tiene que ser, claro está, una densidad muy baja, puesto que las capas superiores de la atmósfera joviana son muy tenues.

Para ello, la solución de los flotadores es convertirse en una especie de globos aerostáticos: o bien calientan su interior para hincharse, o bien aislan hidrógeno o helio del exterior para lograr esa baja densidad. Gracias a su flotabilidad, los flotadores no so n tan susceptibles a ser arrastrados hacia las profundidades como los hundidores, y pueden alcanzar un tamaño mucho mayor. A cambio, requieren un mayor consumo energético y una complejidad evolutiva bastante más grande. Al igual que sus “primos menores”, los flotadores también pueden ser autótrofos o heterótrofos, y su tamaño podría ser gigantesco. ¡Ríete tú de la ballena azul!

Cuando digo “primos” tal vez quiera decir “hermanos menores”… porque una posibilidad es que la solución al problema dependa de la etapa de crecimiento del ser. Es posible, por ejemplo, que uno de estos organismos nazca siendo un hundidor, ya que su reducido tamaño no requiere de soluciones complejas, y que tras crecer y sufrir una metamorfosis de algún tipo, o una serie de cambios graduales menos traumáticos, se convierta en una segunda etapa de flotador cuando ya tenga un tamaño lo suficientemente grande. En este modelo, la criatura empezaría su vida en las capas más altas, iría descendiendo poco a poco según va creciendo y, después, volvería a ascender según va acumulando gases de baja densidad en su interior, para reunirse con sus hermanos más pequeños otra vez.

Tanto hundidores como flotadores tienen una cosa en común: carecen de métodos de locomoción controlada, especialmente rápida. De ahí que su modo de subsistir sea bastante pasivo, o bien realizando la fotosíntesis o bien filtrando sustancias de la atmósfera joviana. Desde luego, ir obteniendo moléculas orgánicas y energía de ese modo es factible, ya que aunque su concentración no sea grande, la atmósfera es gigantesca, con lo que sólo hace falta paciencia. Pero hay otra solución mucho más rápida: comerse a los hundidores o, mejor aún, a los flotadores. De ahí que el tercer tipo de organismo propuesto por Saltpeter y Sagan sean los cazadores.

Los cazadores deben detectar y atacar a sus presas, con lo que han de disponer de mecanismos de locomoción adicionales, como alas, aparte probablemente de sistemas de flotación, aunque sea parcial. Su número no puede ser grande comparado con el de presas, y su vida probablemente sería bastante más interesante. Naturalmente, si existe una población de criaturas de rapiña, es probable que los flotadores más complejos hayan desarrollado mecanismos de defensa o de huida.

Finalmente, muy por debajo de las capas en las que viven la mayor parte de su existencia hundidores, flotadores y cazadores puede haber un cuarto grupo: los carroñeros. Éstos viven cerca del nivel pirolítico –pero por encima de él claro– en una existencia precaria. Por un lado, dependen de los cadáveres de las criaturas de niveles superiores que desciendan hacia el nivel pirolítico y deben encontrar esos cadáveres y consumirlos antes de que desciendan más allá de su alcance; por otro, su propia existencia está en el filo de la navaja, ya que viven en regiones muy densas y calientes, cerca del “infierno”, y probablemente con alto grado de turbulencia. La población de carroñeros no puede ser muy grande por ambas razones.

Como ves, se trata en muchos casos de criaturas de gran tamaño, frágiles y maravillosas, y daría a mi primogénito por poder ver una algún día… si es que existen, que probablemente no. Y, como dije al principio, más fascinante aún que su aspecto físico sería su psicología si desarrollasen la inteligencia –de todos ellos, los cazadores son los que más pinta tienen de hacerlo, pero no estoy seguro de que me gustase charlar con uno–.

Si quieres seguir disfrutando de los seres saltpeter-saganianos, Sagan los incluyó en su inefable serie Cosmos. No tengo referencia del vídeo en castellano –seguro que lo hay–, pero incluso si no entiendes lo que dice, tras leer el artículo debería ser razonablemente fácil ser consciente de lo que ves en cada momento (si alguien tiene el enlace al vídeo en español, lo añado):

A pesar de que la cantidad de agua en la atmósfera joviana no parece ser tan grande como pensábamos cuando Sagan y Saltpeter publicaron su artículo, existen otras alternativas. El astrónomo V. Axel Firsoff publicó a lo largo de la década de los 60 una serie de artículos en los que postulaba químicas alternativas a la usual como sustrato de vida. Una de las opciones de Firsoff era el amoníaco (NH3) como sustituto del agua. ¿Podrían las criaturas de Sagan y Saltpeter ser esencialmente como las describieron pero utilizando amoníaco como disolvente en vez de H2O?

Desde luego, no tenemos ni idea. Por un lado, el NH3 es bastante diferente del H2O en algunos aspectos fundamentales; su tensión superficial es menor, dado que los enlaces intermoleculares son bastante más débiles. También es menor su calor específico, y sin embargo su conductividad es mucho mayor que la del agua. Pero, por otra parte, existen muchas similitudes en el comportamiento químico de ambos compuestos y, especialmente, en su interacción con moléculas complejas que pueden ser sustrato de vida. Los péptidos, por ejemplo, se comportan igual en agua que en amoníaco.

Incluso en el caso de moléculas que no funcionarían igual como sustrato de vida en una disolución en NH3, como muchas de las macromoléculas orgánicas, existen análogas a ellas con amoníaco como sustrato. Si has estudiado química orgánica en algún momento, sabes que existen cadenas de carbono muy similares entre sí pero que pueden terminar en radicales -OH y otras en -NH2, y las segundas pueden tomar el lugar de las primeras si las reacciones se producen dentro de NH3 en vez de H2O. Naturalmente, la cosa no es sencilla, pero sí nos permite suponer que el agua no es un requisito absolutamente imprescindible para una vida similar a la nuestra: las criaturas de Saltpeter y Sagan, si estuvieran basadas en cadenas de carbono con amoníaco como disolvente, no tendrían que ser sustancialmente distintas a nosotros en muchos aspectos.

Una de las principales diferencias sería el rango de temperaturas y presiones a las que podrían vivir estos seres. Al igual que nuestra propia vida requiere de presiones y temperaturas en las que el agua sea líquida, la de seres amónicos tendría limitaciones similares. A la presión atmosférica terrestre, el amoníaco hierve a -33 ºC, es decir, bastante por debajo del punto de congelación del H2O –de ahí que no suelas ver amoníaco líquido por ahí–. Pero, como recordarás de artículos anteriores de la serie, las condiciones en Júpiter son muy diferentes dependiendo de dónde mires: si desciendes en la atmósfera joviana hasta lugares en los que la presión sea de unas 60 atmósferas (y no hay que ir tan lejos), el amoníaco aguanta en forma líquida hasta los 98 ºC, con lo que formas de vida amónicas tendrían condiciones similares a las nuestras a una presión 60 veces superior.

De modo que, ¿es probable que haya depredadores volantes gigantescos en la atmósfera joviana, zambulléndose entre las nubes como cazas a velocidades vertiginosas y bebiendo amoníaco cuando tienen sed? Seguramente no. Pero el Universo sería un lugar más bello si así fuera.

En la próxima entrada entraremos por fin en el estudio de las grandes lunas jovianas, los satélites galileanos, con Ío.

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Pedro Gómez-Esteban González. (2009). El Tamiz. Recuperado de: https://eltamiz.com/el-sistema-solar/