Por Patricia de la Peña Sobarzo
El hombre siempre ha tenido espíritu de exploración, de colonizar nuevas fronteras. Con el avance de las comunicaciones hoy en día se puede tomar un avión, dar la vuelta al mundo y ver que en dimensión, la Tierra es realmente pequeña.
El doctor, Rafael Navarro González, investigador del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM y creador del laboratorio de Química de Plasmas y Estudios Planetarios, único en su género en Latinoamérica, conversó con El faro para hablarnos de un importante proyecto enfocado a la terraformación (colonización) de vida en Marte.
Desde hace mucho tiempo Marte siempre ha sido un planeta muy enigmático. Existen evidencias considerables de que alguna vez tuvo un clima mucho más benigno, y un medio ambiente que ha motivado al hombre a la búsqueda de vestigios de vida en ese lugar. Sin embargo, por las condiciones de temperatura y presión se ha descartado esa posibilidad.
Aunque, eso hace pensar que en un momento dado se pudieran cambiar las condiciones para que los humanos pudieran vivir primero en una ciudad tipo burbuja donde se requeriría tener una atmósfera artificial, pero posteriormente en un ambiente muy similar al de la Tierra, donde se pudiera respirar oxígeno de la atmósfera marciana, tal y como lo tenemos aquí.
La UNAM y la Universidad Veracruzana, junto con un grupo de Astrobiología de la NASA colaboran en ese proyecto, entre cuyos objetivos está el estudiar las condiciones en la que algunas plantas se desarrollan para que puedan llevarse eventualmente a Marte. Navarro nos explica que para poder colonizar al planeta rojo se requerirían de varias etapas. La primera es la más importante ya que la temperatura superficial y la presión atmosférica son bastante bajas, por lo que la mayoría de los organismos que tenemos en la Tierra no podrían vivir allí.
ello, sería necesario liberar gases de tipo superinvernadero para atrapar en la atmósfera la radiación infrarroja proveniente del Sol, con el fin de aumentar la temperatura superficial. Según cálculos, se ha estimado que tardarían aproximadamente unos 100 años para que la temperatura de Marte fuera lo suficientemente apropiada para que el agua que está actualmente congelada en los polos o en el subsuelo, se pudiera derretir y formar nuevamente océanos, tal como existieron hace 4,000 millones de años, cuando Marte era muy joven.
"En la Tierra la actividad industrial ha liberado una cantidad apreciable de bióxido de carbono; éste es un gas invernadero que atrapa parte de la radiación solar, no la deja salir de la atmósfera, y aunque es un efecto indeseable en la Tierra, para Marte sería un resultado inverso.
Se necesitan liberar gases que tengan esa propiedad y que sean estables para que la radiación solar no los degrade. La segunda etapa de la terraformación es llevar algunos organismos, particularmente bacterias que realicen fotosíntesis y liberen oxígeno, una vez que se haya obtenido agua líquida y una temperatura más tolerante. Se ha calculado que este proceso podría llevar aproximadamente 1,000 años.
Navarro y su grupo realizan actualmente un estudio en el Pico de Orizaba, en Veracruz, para determinar cómo se relacionan las condiciones climáticas con los procesos metabólicos de algunas plantas. "Nuestro proyecto, en particular con la NASA, consiste en estudiar la línea de los bosques en zonas alpinas cerca del ecuador. Se inició en marzo de 1999, cuando el doctor Cristopher Mckay se puso en contacto conmigo.
El Pico de Orizaba es importante para estudiar las etapas más o menos tardías del proceso de terraformación en Marte, debido a que es la zona alpina cercana al trópico del Ecuador más alta del mundo, a 4,200 metros sobre el nivel del mar. La mayoría de los estudios sobre zonas alpinas se ha realizado en otras latitudes, principalmente en los Alpes Europeos, y en las montañas de Alaska y Canadá.
La zona alta del Pico de Orizaba probablemente tiene las mismas condiciones climáticas que habrá en Marte después de iniciar el proceso de terraformación, y lo que se busca entender es qué limita el crecimiento de árboles en zonas alpinas para poder eventualmente llevar coníferas a Marte.
Hasta el momento, no hay ningún estudio sobre el crecimiento de coníferas en zonas alpinas a grandes altitudes y bajas latitudes. El primer paso de este proyecto fue colocar estaciones meteorológicas en las caras norte y sur del Pico de Orizaba, desde donde está el bosque, aproximadamente a 2,500 m, hasta la zona más alta donde se encuentra la línea de los árboles; es decir, donde desaparece la vegetación arbórea.
Se pretende tener un registro de temperatura y presión para determinar cuáles son las condiciones límite que soportan los árboles y las plantas. En esta primera fase del proyecto se estudiará la química del suelo para saber si los nutrientes limitan de alguna manera el crecimiento de árboles. Se ha visto que la composición química del suelo es básicamente la misma a diferentes alturas.
La diferencia más relevante es que en las zonas más altas la cantidad de materia orgánica en los suelos es mínima. El material es del tipo de arenas, pero tiene los elementos químicos para que los organismos sobrevivan. Navarro tiene una hipótesis que intenta comprobar: la línea de los árboles en zonas alpinas se debe al colapso de la fijación biológica del nitrógeno que realizan las bacterias del suelo. Aunque el nitrógeno abunda en la atmósfera, la mayoría de los organismos no puede convertirlo en nitrógeno asimilable para construir aminoácidos u otras moléculas. Los árboles utilizan el amoníaco que fijan las bacterias del suelo.
Esta ruta de fijación biológica del nitrógeno resulta ser muy costosa para los organismos. Se requieren 16 moléculas de ATP (adenosín trifosfato) para poder reducir una molécula de nitrógeno. Al requerir mucha energía, ésta ruta puede colapsarse cuando la temperatura u otro parámetro no es el óptimo. Probablemente no hay bosques a mayor altitud, porque la ruta fijadora del nitrógeno de bacterias colapsa y, al no poder producir ese nitrógeno, los árboles ya no tienen los fertilizantes naturales necesarios para crecer.
Se han sembrado árboles a diferentes alturas y algunos han sobrevivido 100 o 200 metros sobre la línea de los árboles. Los que se han sembrado a mayor altura, definitivamente han muerto. Se cree que la línea de árboles funge como una zona de transición, donde las condiciones impiden que la línea de crecimiento de los árboles pueda ascender más.
El tiempo que les lleva a las plantas adaptarse a esas condiciones es de cientos de años; y ésa es una de las posibles explicaciones de por qué los árboles sembrados están sobreviviendo. La otra razón es que esos árboles cuentan con todos los nutrientes para que puedan desarrollarse. Queremos descartar de que no sea otra ruta la que afecta su crecimiento y que sea la del nitrógeno la que se colapsa.
En este año, los árboles sembrados han podido sobrevivir y ya empiezan a tener zonas de crecimiento. Hace falta más tiempo para comprobar que se pueden desarrollar en forma autónoma. Es un proyecto que por lo menos requiere hacer un estudio meteorológico para tener la variabilidad estacional y anual, y calcular una temperatura promedio a la que los árboles sobreviven. Los estudios preliminares indican que la temperatura idónea para el crecimiento de árboles en zonas alpinas es entre 5 y 7°C como promedio anual. Ésa sería la temperatura adecuada para que las bacterias fijadoras del nitrógeno puedan operar y dar los nutrientes a los árboles.
"Ahora, afirma Navarro, contamos con 5 años para hacer un estudio meteorológico más detallado. Hemos hecho análisis del contenido de materia orgánica en el suelo, se ve claramente que en la línea o en la zona donde hay bosques, la cantidad de materia orgánica en el suelo es muy abundante, y una vez que se rebasa la línea de los árboles, la cantidad de materia orgánica disminuye notablemente y eso se debe a que la vida que puede desarrollarse en esas zonas disminuye notablemente al ascender a esa altura.
Para comprobar la hipótesis de la fijación biológica del nitrógeno se busca alguna molécula (biomarcador) que sea específica de las bacterias fijadoras de nitrógeno y rastrearlo a diferentes alturas. Lo que se espera es que ese biomarcador se encuentre en concentraciones elevadas en la zona boscosa y al rebasarla, la concentración debe decaer notablemente. "Debemos encontrar zonas de transición donde por arriba no habrá concentraciones altas de estas moléculas, y por debajo la concentración será mayor. El objetivo es encontrar la línea donde pueden desarrollarse las bacterias fijadoras de nitrógeno en el Pico de Orizaba. Una vez que finalice nuestra investigación aquí, se extenderá a las montañas de todos las latitudes del mundo.
La meta final es poder aplicar esto en la terraformación de Marte. La última fase será la introducción de bosques. Sin embargo, este estudio tiene aplicación inmediata y de gran importancia para las personas que viven en México, como poder predecir qué efectos tendrá el calentamiento de la Tierra. El cambio climático es aún muy pequeño para que pueda notarse en selvas, o en algunas zonas del planeta; sin embargo, en las zonas extremas, como las zonas alpinas, los cambios de temperatura son más notables y un ascenso de un grado puede significar un desplazamiento de 100 ó 200 metros en la línea de los árboles.
Por otra parte, lo que proponemos hacer es un mapeo satelital en la zona, ya que la tala continua de árboles afecta directamente este hábitat, y ello permitirá ver dónde y en qué coordenadas se localizan los árboles, y que vegetación había en la zona alta del Pico de Orizaba, ya que si se llega a acabar el bosque, todavía puede reconstruirse sembrando árboles, pero considerando los registros de los que tendríamos nosotros.
Por último, el Pico de Orizaba tiene el bosque tropical de coníferas más alto de todo el mundo y debería ser considerada tanto a nivel nacional como por la UNESCO, no sólo una reserva ecológica, sino como patrimonio de la humanidad.
