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MS – MS – 94.El fosfuro de hidrógeno (fosfina) como evidencia bioquímica de la presencia de actividad biológica y su reciente descubrimiento en la atmósfera de Venus.


MS – MS – 94.El fosfuro de hidrógeno (fosfina) como evidencia bioquímica de la presencia de actividad biológica y su reciente descubrimiento en la atmósfera de Venus.


Categoría: Medio Superior (Preparatoria)
Área de participación: Divulgación y enseñanza de la ciencia

Equipo: Fosfina

Miembros del equipo:
Pilar López Raymundo
Jacciry Gabriela Gamboa Torrres
Erick Alexei Téllez Castillo

Asesor: Rodrigo Miramontes Trejo

Escuela: Preparatoria GEA

Resumen

L

a fosfina es un gas incoloro, inflamable que explota a temperatura ambiente, tiene un olor parecido al ajo o pescado podrido, sin embargo, hay pequeñas cantidades de este gas provenientes de la degradación de materia orgánica. Este gas es también utilizado en industrias de semiconductores y de plásticos, en la producción de retardadores de llamas y como plaguicida en granos almacenados. La fosfina tiene reacciones con sustancias que se encuentran comúnmente en el aire, también la fosfina reacciona con el agua y degrada a otros productos, la fosfina que no es degradada puede evaporarse al aire.

La población puede estar expuesta a pequeñas cantidades de este gas, las personas que están más expuesta a este gas son personas que trabajan donde se almacenan granos y tabaco ya que lo utilizan contra insectos y roedores que habitan en ellos. Pero si llega a inhalar gran cantidad de este gas, se puede llegar a experimentar síntomas como  dolor del diafragma, náusea, vómitos, excitación y un olor a fósforo en el aliento. Algunas veces hay exposición de niveles demasiado altos que provocan bronquitis, edema pulmonar, falta de aliento, convulsiones e incluso la muerte (Trujillo, 2011)

Pregunta de Investigación

¿Es posible encontrar vida en otros planetas usando la fosfina como bioindicador?

Planteamiento del Problema

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La problemática alrededor del descubrimiento de fosfina en Venús es que esta es producida por organismos vivos que no utilizan oxígeno, esto genera una incógnita y esta es si existe vida microbiana en Venus.

Aunque también existe la duda de si la fosfina fue generada por algún otro fenómeno diferente en el planeta.

Antecedentes

En Júpiter y Saturno se genera de una forma muy distinta, sin la intervención de organismos vivos, el gas se forma en su atmósfera, al actuar las presiones muy elevadas sobre el hidrógeno que se encuentra en ella. Explican desde la NASA Spaceflight, justo esa opción parece poco probable en Venus, puesto que el hidrógeno no está presente en la atmósfera. Pero eso no significa que no haya más opciones abióticas (no relacionadas con la vida), ya sea relacionada con la química de las rocas, la fotoquímica o cualquier proceso similar (Martin, 2020).

A lo largo de este tiempo, se empezaron hacer estudios e investigaciones en las cuales dieron una señal positiva lo que provocó que varios científicos se emocionaran. Su importancia reside en que la molécula detectada en Venus que también existe en la Tierra, y se asocia a formas de vida, ya que en nuestra superficie, se cree que esta toxina es producida por microbios que habitan en lugares libres de oxígeno; por ejemplo, el fondo de los lodos (Capote, 2020).

Objetivo

OBJETIVOS 

Objetivo General

 

Explicar cómo fue que la fosfina se produjo en Venus.

Objetivos Particulares

 

  1. Generar una explicación plausible sobre la presencia de fosfina en la atmósfera en Venus sin tomar en cuenta la presencia de vida.
  2. Conjeturar si hay una manera alternativa de generar fosfina.

Justificación

JUSTIFICACIÓN 

El saber si existe vida en otros planetas siempre ha sido una pregunta bastante controversial, pero la aparición de este gas en un planeta que no es el nuestro podría ser una  respuesta debido a la manera de generación de la fosfina, e incluso si no es generado por vida microbiana investigar acerca de esto nos diría si se genera al actuar temperaturas muy altas en la atmósfera del planeta como sucede en planetas como Júpiter o Saturno o si es que existe otra manera de generarla 

Hipótesis

HIPÓTESIS

La fosfina es producida en su mayoría  por medios biológicos, aunque en cantidades pequeñas también es producida de una manera abiótica, sin embargo la cantidad de fosfina en Venus sobrepasa los niveles que se podrían generar de manera no orgánica, lo cual puede significar que haya vida microbacteriana en Venus. 

Método (materiales y procedimiento)

MÉTODOS

El primer acercamiento al descubrimiento de la fosfina en Venus ocurrió por medio del  telescopio milimétrico James Clerk Maxwell con el que encontraron el espectro de luz propio de la fosfina. Este telescopio  está diseñado para evitar la distorsión natural provocada por la fuerza gravitacional. El subreflector o espejo secundario se puede ajustar en tres ejes para compensar los cambios de enfoque, así como los cambios en la figura del  lente primario. 

Una vez que la doctora Greaves reconoció algunas limitantes del telescopio que hizo este primer descubrimiento pidió ayuda al observatorio Atacama Large Millimeter Array de Chile.

Con “ALMAA” observaron de manera más detallada el espectro de luz de la fosfina en Venus, ya que ALMAA es el radiotelescopio más grande del mundo al momento. Este se encuentra ubicado en el norte de Chile, casi en la frontera con Bolivia, en el desierto de Atacama, en un lugar a gran altitud que se llama el Llano de Chajnantor. 

Este se compone de 66 antenas, cuyos tamaños varían entre los 10 y 12 metros de altura, y todas estas antenas funcionan de manera coordinada como si fueran un solo telescopio, eso le da un poder inigualable para obtener imágenes de alta resolución del espacio en el espectro de radio. (Alma, 2020)

Galería Método

Resultados

RESULTADOS

 

Se sabe que las condiciones en la superficie de Venus son hostiles para la vida, pero el ambiente en su capa de nubes superiores de 53 a 62 kilómetros sobre la superficie, es de 30 grados Celsius, templado comparado con la superficie que excede los 400 grados Celsius. (bbc-news 2020).

Primero descartaron que no se tratara de otros compuestos y que lo que estaban observando era fosfina. Una vez que lo corroboraron, determinaron cuánto es lo que detectaban, esto es 30 partes por mil millones. Es decir, si divide toda la atmósfera en mil millones, 30 de esas partes corresponden a fosfina”. (bbc-news, 2020).

Sin embargo, la composición de las nubes es altamente ácida y, en estas condiciones, el gas podría ser destruido rápidamente.

Al tratar de explicar la presencia de fosfina, la astrónoma Jane Greaves, de la Universidad de Cardiff y su equipo, utilizaron los datos de Vega y modelaron casi 100 reacciones químicas diferentes en la atmósfera para ver si podían recrear la fosfina que habían encontrado. (bbc-news, 2020).

A pesar de hacerlo en condiciones variables (presión, temperatura, concentración de reactivo), encontraron que ninguno era viable.

Incluso consideraron reacciones bajo la superficie, pero Venus tendría que tener una actividad volcánica al menos doscientas veces mayor que la de la Tierra para producir suficiente fosfina de esta manera. (bbc-news 2020).

Tras el hallazgo, los astrónomos realizaron cálculos para ver si la fosfina podría provenir de procesos naturales en Venus. Advierten que falta algo de información; de hecho, sólo existe otro estudio del fósforo en Venus y provino de un experimento de aterrizaje, llevado a cabo por la misión soviética Vega 2 en 1985. (Vanguardia 2020).

Galería Resultados

Discusión

DISCUSIÓN

El equipo cree que su descubrimiento es significativo porque pueden descartar muchas formas alternativas de producir la molécula recientemente detectada, pero reconocen que confirmar la presencia de vida necesita de mucho más trabajo. (vanguardia 2020)

Algunos expertos señalan que la fosfina podría ser señal sólida de vida aunque esto aún está a discusión. 

Algunos de los problemas encontrados es que esta molécula no debería ser estable en la atmósfera de un planeta como Venus, donde se oxidaría rápidamente a menos que, como en la Tierra, haya un suministro nuevo y constante. (bbc-news, 2020).

Otra posible teoría que encontramos y que casi no ha sido explorada es que exista fósforo en las nubes de Venus en las cuales hay pequeñas partículas de agua con las cuales este se descompone y genera la Fosfina. 

El equipo espera ahora más tiempo del telescopio, por ejemplo, para establecer si la fosfina se encuentra en una parte relativamente templada de las nubes y para buscar otros gases asociados con la vida.

Conclusiones

CONCLUSIONES 

 

La fosfina está presente en la atmósfera de Venus en concentraciones muy por encima del nivel que puede explicarse por por procesos no biológicos.

Los autores no afirman haber encontrado evidencias de vida, solo de “química anómala e inexplicable”.

(bbc-news, 2020).

 

Se considera que para encontrar más respuestas es necesario conocer la historia geológica y tectónica de Venus, incluida la observación de posibles gases volcánicos.

Esto ofrecería una mejor idea de los compuestos que hay en la atmósfera de Venus.

Para poder decir que se tiene una explicación concreta o incluso decir que se tiene una respuesta al por que se encontró este gas en Venus, aún faltarían muchos años de investigación.

Bibliografía

BIBLIOGRAFÍA

Graves, J. et al. 2020. Phosphine gas in the clouds decks of Venus. Nature Astronomy. Inglaterra. 

 

Escobar R. 2020. ¿Hay vida en las nubes de Venus? Fosfina y mucha ciencia por desarrollar. La Izquierda Diario-Red internacional.

ToxFAQsTM: Fosfina (Phosphine) | ToxFAQ | ATSDR. Mi (2019). Cdc.Gov. 

Martín, A. 2020. Fosfina en Venus: ¿realmente el hallazgo indica la presencia de vida? Hipertextual. 

Anónimo. 2020. Astrbrimiento de fosfina en Venus: “La probónoma mexicana sobre el descuabilidad de que esto sea vida es muy baja.” Infobae; infobae. https://www.infobae.com/america/mexico/2020/09/16/astronoma-mexicana-sobre-el-descubrimiento-de-fosfina-en-venus-la-probabilidad-de-que-esto-sea-vida-es-muy-baja/

Grady, M. 2020. Por qué es tan extraño encontrar vida en un planeta tan hostil como Venus. BBC News Mundo; BBC News Mundo. ‌https://www.bbc.com/mundo/noticias-54161635

La Vanguardia. 2020. Venus: Qué es la fosfina, el posible indicador de la presencia de vida en el planeta vecino. La Vanguardia.

https://www.lavanguardia.com/ciencia/20200915/483475051932/venus-vida-estudio-fosfina-que-es-hallazgo-desc1.

  1. “La Hipótesis de posible vida en Venus data de 1697 September 16” Notiexpress de México.

https://notiexpressdemexico.com/la-hipotesis-de-posible-vida-en-venus-data-de-1967/

  1. “Detectan En Venus Fosfina, Un Gas Que En La Tierra Producen Los Seres Vivos.” Publico. ‌

https://www.publico.es/ciencias/astrofisica-detectan-venus-fosfina-gas-tierra-seres-vivos.html

  1. “Detectan Fosfina En El Planeta Venus, Posible Marcador de Vida.” Gaceta UNAM.

https://www.gaceta.unam.mx/detectan-fosfina-en-el-planeta-venus-posible-marcador-de-vida/

 

  1. “Press Releases – Phosphine on Venus – A Step Forward to Understand Biomarker Molecule – ALMA.”. ALMA NAOJ. 

https://alma-telescope.jp/en/news/press/venus-202009

 

  1. Fosfano en las nubes de Venus, un gas relacionado con la vida. Mola saber.

https://molasaber.org/tag/biomarcador/

Jorge, Miguel. 2020. “Carl Sagan Predijo La Vida En Venus Antes de Que El Hombre Llegara a La Luna.” Gizmodo En Español. 

https://es.gizmodo.com/carl-sagan-predijo-la-vida-en-venus-antes-de-que-el-hom-1845060095

 

‌Arredondo Trujillo. et al.2011.

“Intoxicación Por Fosfina En El Personal Sanitario.”

 

Terry Devitt. 2018. “Is There Life Adrift in the Clouds of Venus?”. Wisc.Edu.

https://news.wisc.edu/is-there-life-adrift-in-the-clouds-of-venus/

 

  1. “Fosfina – EcuRed.” 

Ecured.Cu.

https://www.ecured.cu/Fosfina

 



MS – MS – 94.El fosfuro de hidrógeno (fosfina) como evidencia bioquímica de la presencia de actividad biológica y su reciente descubrimiento en la atmósfera de Venus.


MS – MS – 94.El fosfuro de hidrógeno (fosfina) como evidencia bioquímica de la presencia de actividad biológica y su reciente descubrimiento en la atmósfera de Venus.

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography