CAMELIA

CAMELIA investiga el ciclo atmosférico de transporte de aerosoles minerales en la Tierra y Marte, para valorar su implicación en la vida, la fotoquímica atmosférica, el clima y la protección planetaria
CAMELIA investiga el papel de los aerosoles minerales que se transportan en la atmósfera de la Tierra y Marte. (Arriba) Imagen de una tormenta de arena en la Tierra, sobre el desierto del Sahara en África, vista por el astronauta de la ESA Alexander Gerst desde la Estación Espacial Internacional. Crédito ESA. (Abajo) Imagen de una tormenta de polvo en Marte, visto por Mars Express, que capturó este frente ascendente de nubes de polvo, visible en la mitad derecha del cuadro, cerca del casquete polar norte de Marte (78 ° N / 106 ° E). Crédito: ESA/Mars Express.
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CAMELIA es un proyecto coordinado financiado por el Plan Estatal de I+D+i 2019 (Programa Estatal de Generación de Conocimiento y Fortalecimiento Científico y Tecnológico del Sistema de I+D+i). 

Se trata de un proyecto coordinado, entre un proyecto de física atmosférica CAMELIA-ATM (INTA; PID2019-104205GB-C21) y un proyecto de microbiología CAMELIA-MICRO (CSIC; PID2019-104205GB-C22).

Período: 01/06/2020 – 31/05/2023 

Investigadores principales: María-Paz Zorzano Mier y Elena González-Toril

En CAMELIA-ATM están involucradas 13 personas: 

María-Paz Zorzano Mier (CAB), Carmen Córdoba Jabonero (INTA), Eva Mateo (CAB), Marta Ruiz (CAB), María-Paz Martín (CAB), Eduardo Cueto (CAB), Alicia López (CAB), Cristina Pérez (CAB), Santos Gálvez (CAB), Susana Osuna (INTA), Mª Ángeles López Cayuela (INTA), Albert Ansmann (Leibniz Institute for Tropospheric Research, Germany) y Juan Luis Guerrero Rascado (Universidad de Granada). 

En CAMELIA-MICRO están involucradas 10 personas: 

Elena González-Toril (CAB), Cristina Cid (CAB), Rafael Bardera (INTA), Adelaida García-Magariño (INTA), Cristina González-Martín (U. de La Laguna), Ángeles Aguilera (CAB), Juan Pedro Díaz (U. de La Laguna), Francisco Javier Expósito (U. de La Laguna), Dale W. Griffin (U.S. Geological Survey) y Andrew C. Schuerger (University of Florida and Kennedy Space Centre).

CAMELIA busca analizar las implicaciones que la circulación atmosférica de aerosoles puede tener en la protección planetaria, en el ciclo del agua y el clima, en el transporte de carga biológica o en la fotoquímica atmosférica de Marte, a partir de la investigación análoga que se lleva a cabo en la atmósfera de la Tierra y de experimentos en el laboratorio. Esta circulación podría transportar, proteger, generar o destruir bio-marcadores e interferir con la búsqueda de vida en Marte. CAMELIA es un proyecto coordinado, entre un proyecto de físico-química atmosférica, CAMELIA-ATM (INTA), y un proyecto de microbiología, CAMELIA-MICRO (CSIC).

Hasta la fecha no se ha investigado el transporte aéreo de aerosoles a través de la atmósfera, los mecanismos de adaptación y la posibilidad de sobrecargar Marte con material biológico dispersado por el aire, probablemente transportado por partículas de polvo mineral. Dicho transporte puede afectar la Protección Planetaria y comprometer la investigación sobre la presencia de vida en Marte. Este proyecto utilizará plataformas existentes dedicadas a la observación y monitorización de aerosoles de la Tierra y Marte, modelos de circulación global y local y modelos de transferencia radiativa, para evaluar la posible dispersión aérea de la carga biológica terrestre dentro de aerosoles desde un lugar de aterrizaje en Marte al resto del planeta. Se comparará también el papel de los aerosoles en el balance radiativo en relación con el Cambio Climático y el ciclo de agua. 

Imagen 2: Simulación del transporte de plumas de aerosol desde fuentes: composición de la imagen CALIPSO (satélite) -HYSPLIT (modelo de dispersión) (Versión modificada de la Fig.5 en Sicard et al., 2019).

De forma complementaria, utilizaremos simulaciones en cámaras planetarias como PASC y experimentos de síntesis química para imitar algunas condiciones que experimentarían en Marte las moléculas, esporas y células terrestres, y la fotoquímica molecular de orgánicos en la atmósfera de Marte. 

Imagen 3: Cámara de simulación de atmosferas y superficies planetarias (PASC) que se utilizará para las simulaciones de CAMELIA. Crédito de la imagen, CAB.

Por otro lado, investigaremos en la Tierra, a través de la colaboración con el proyecto CAMELIA-Micro, los mecanismos de supervivencia de los microorganismos que se transportan a través del aire en la Tierra. Los microorganismos presentes en la atmósfera están sometidos a intensa radiación UV, baja presión, falta de agua y nutrientes y temperaturas muy bajas, lo que los convierte en microorganismos extremófilos. Son precisamente este tipo de microorganismos los que más preocupan en el ámbito de la Protección Planetaria, por ser altamente resistentes y ubicuos en nuestro planeta. Por ello, evaluaremos los mecanismos de transporte y supervivencia de microorganismos en las partículas de polvo. Se tomarán muestras aéreas en Tierra y se estudiará cómo los aerosoles minerales pueden proteger a los microorganismos así como los mecanismos naturales de protección de estas especies.

Se investigará también cómo los aerosoles de polvo (minerales) pueden servir como catalizadores de superficie de ciertas reacciones abióticas que inducen la producción o destrucción de orgánicos, comprometiendo la detección de biomarcadores en Marte.

Imagen 6: El polvo de aerosol atmosférico marciano contiene aproximadamente un 40% de SiO2. CAMELIA investiga la interacción de pequeñas partículas de SiO2 con la atmósfera de CO2. (Arriba) Micrografías de AFM (A, C) y SEM (B, barra de escala 500 nm; D, barra de escala 2.5 m) de obleas de Au recubiertas con 3-MPTS sumergidas 22 h en una suspensión de nanopartículas de SiO2. (Abajo) Espectro IR correspondiente que muestra el secuestro de CO2 por las nanopartículas de SiO2 después de la exposición a una atmósfera de CO2, similar a la de Marte, dentro de PASC. Crédito de la imagen: CAB/E. J. Cueto et al https://doi.org/10.1039/D0RA04770H

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