VIDAVIDA

ALEJANDRO, MARIANA, MATHIAS, VERONICAALEJANDRO, MARIANA, MATHIAS, VERONICA

FACULTAD DE CIENCIASFACULTAD DE CIENCIAS

¿Vida sin carbono?¿Vida sin carbono?Alternativas a la vida basada en

el carbono.

Silicio

• Porqué el silicio?+ Bajo peso atómico

+ Alto punto de fusión y ebullición: forma moléculas estables.

+ Semimetal: limita la conducción de calor

+ Estructura electrónica similar al carbono

Silicio en la Tierra

• Diámetro de silicio mayor que diámetro de carbono.

Enlaces mas débiles

• Enlaces C-C mas fuertes que Si-Si

• Carbono se enlaza mejor con si mismo que el silicio.

• Forma cadenas mas largas.

• Silicio reacciona con oxigeno e hidrógeno, formando silicatos y silanos

• Dobles y triples enlaces POCO frecuentes

• Pocas cadenas y estructuras anilladas

Silano

Disilano

Silicatos.

Tolueno

Glicerol

Etano

Silanos

• Requisitos para la vida basada en silanos:

Poco oxigeno atmosférico

Poco agua líquida

Abundancia de carbono baja

TITAN metano carbonoVida basada

en silanos

Siliconas

(R2SiO)n

Altas temperaturas

Altas presiones

Silicatos

• Compuestos Si-O

• Temperatura para ser reactivos: 1000ºC

• Pueden actuar como membranas semi-permeables

• Candidato: Io (satélite Júpiter)

Otros elementos…

BORO

Forma análogos de

hidrocarbonos

Enlace covalente –-compuestos moleculares-

Baja abundancia

Solvente ideal: amoníaco

Mas…

Nitrógeno:

• Forma cadenas a bajas temperaturas con amoníaco de solvente.

• Enlaces triples N-N muy inestables

• Puede formar biomoleculas combinándose con boro o carbono.

Fósforo y Azufre:

• Pueden formar hidratos

• Pueden producir solventes (H2S)

• Candidato: Venus

Germanio:

• Forma compuestos poliméricos

• Baja abundancia

• Gran tamaño

• Metal: poca resistencia al calor.

Buscando un solvente:

• Mejor alternativa: silanos.

• Solvente: + No contener oxígeno+ Ser líquido a temperatura ambiente.

• Candidatos: Etano, metano, metanol, N.

Conclusiones:

• Mejor opción como bloque de vida:

CARBONO

Alta abundancia

Propiedades de enlace ventajosas

• Segundo puesto: SILANOS

Un escenario posible: Titán

Características físicas:Características físicas:

• Diámetro medio 5150 kmDiámetro medio 5150 km

• Área de la superficie 83×106 Área de la superficie 83×106 km² km²

• Masa 1,345×1023 kg Masa 1,345×1023 kg

• Densidad media 1,88 g/cm³ Densidad media 1,88 g/cm³

• Gravedad en superficie 0,14 g, Gravedad en superficie 0,14 g, 1.37 m/s² 1.37 m/s²

• Velocidad de escape 2,65 km/s Velocidad de escape 2,65 km/s

• Periodo de rotación 15 d 22 h 41 Periodo de rotación 15 d 22 h 41 min 27 smin 27 s

• Albedo 0,21 Albedo 0,21

• Temperatura media: -179ºC Temperatura media: -179ºC

Características atmosféricas:Características atmosféricas:

• Presión 160 kPa Presión 160 kPa

• Nitrógeno 95% Nitrógeno 95%

• Metano 5%Metano 5%

Características orbítales:

•Semieje mayor 1.221.931 km

•Excentricidad 0,028880

•Período orbital 15,94542

•Inclinación 0,348 54°

Xanadú

Origen del metano atmosférico Origen del metano atmosférico en Titánen Titán

Antes de Cassini-HuygensAntes de Cassini-Huygens

Reabastecimiento de metano

Metano liquido

esparcido

Océano de hidrocarbonos

Después de Cassini-Después de Cassini-HuygensHuygensGrandes lagos de

hidrocarbonos

No alcanza para reabastecer el

metano atmosférico

CONCLUSION: Tiene que haber

otra fuente de metano.

Posible explicación*:Posible explicación*:

* G. Tobie, J. Lunine, C. Sotin. Episodic outgassing as the origin of atmospheric methane on Titán. Nature 440, 61-64 (2006)

Outgassing episódico de metano conservado como

hidrato de metano dentro de una corteza helada, sobre un

océano enriquecido con amoníaco.

Lo nuevo de este modelo:Lo nuevo de este modelo:

• Relación Orbita-Interior del planeta.Relación Orbita-Interior del planeta.

• Hidratos de metano: baja Hidratos de metano: baja conductividad térmica y alta conductividad térmica y alta viscosidadviscosidad

• Trasferencia térmica a través de la Trasferencia térmica a través de la capa externa.capa externa.

• Evolución térmica del núcleo de Evolución térmica del núcleo de silicatos.silicatos.

Estructura del Hidrato de Metano.

¿Porqué Hidratos de Metano?

A cierta temperatura y presión, el agua y el metano forman estas

estructuras.

Tienen baja densidad

No son disociadas

• Three different mineral compositions, reflecting different hydration Three different mineral compositions, reflecting different hydration states, have been used to estimate the possible evolution of the states, have been used to estimate the possible evolution of the silicate core over a reasonable range: 1, silicate core over a reasonable range: 1, sil = 3,000 kg m-3, sil = 3,000 kg m-3, HH0 = 0 = 3 10-11 W kg-1, 3 10-11 W kg-1, TTi = 1,400 K; 2, i = 1,400 K; 2, sil = 3,300 kg m-3, sil = 3,300 kg m-3, HH0 = 4 10-0 = 4 10-11 W kg-1, 11 W kg-1, TTi = 1,500 K; 3, i = 1,500 K; 3, sil = 4,000 kg m-3, sil = 4,000 kg m-3, HH0 = 5 10-0 = 5 10-11 W kg-1, 11 W kg-1, TTi = 1,600 K, where i = 1,600 K, where sil is the silicate density, sil is the silicate density, HH0 is the 0 is the initial radiogenic heating rate and initial radiogenic heating rate and TTi is the interior temperature i is the interior temperature required to trigger thermal convection in the silicate core. required to trigger thermal convection in the silicate core.

Consecuencias y Consecuencias y predicciones:predicciones:• Presencia de ArgonPresencia de Argon

• Numero k 2 mayor a 0.3Numero k 2 mayor a 0.3

• Factor de momento de inercia menor 0.33Factor de momento de inercia menor 0.33

• Consecuencias de la actividad Consecuencias de la actividad criovolcánica:criovolcánica:1- edad superficie: 2.000.000.000 años1- edad superficie: 2.000.000.000 años2- diferencias entre terrenos formados 2- diferencias entre terrenos formados durante el 1º periodo de outgassing y los durante el 1º periodo de outgassing y los asociados a actividad criovolcánica.asociados a actividad criovolcánica.

Cassini - Huygens

Dec. 12, 2006 -- 950 km Dec. 28, 2006 -- 1,500 km Jan. 13, 2007 -- 950 km Jan. 29, 2007 -- 2,776 km Feb. 22, 2007 -- 953 km March 10, 2007 -- 956 km March 26, 2007 -- 953 km April 10, 2007 -- 951 km April 26, 2007 -- 951 km May 12, 2007 -- 950 km May 28, 2007 -- 2,425 km June 13, 2007 -- 950 km June 29, 2007 -- 1,942 km July 19, 2007 -- 1,302 km Aug. 31, 2007 -- 3,227 km Oct. 2, 2007 -- 950 km Nov. 19, 2007 -- 950 km Dec. 5, 2007 -- 1,300 km Dec. 20, 2007 -- 953 km Jan. 5, 2008 -- 949 km Feb. 22, 2008 -- 959 km May 12, 2008 -- 950 km May 28, 2008 -- 1,316 km

Próximas observaciones del Cassini sobre Titán (flyby)

BUSQUEDA DE VIDA EN EL UNIVERSO

Terrestrial Planet Finder Coronagraph (T P F Terrestrial Planet Finder Coronagraph (T P F – C)– C)

Definiciones:Definiciones:

Planeta terrestre: Un planeta terrestre es un planeta que se apoya sobre todo del colapso gravitacional, y que tiene una superficie definida por el grado radial del interior líquido o sólido.

Planeta habitable:Un planeta habitable es un planeta terrestre en que el agua líquida superficial puede existir en estado de equilibrio.

(Esta definición presume que la vida extraterrestre, como vida de la tierra, requiere agua líquida para su existencia. Cualquier vida que dependa de ella, debe estar en la superficie del planeta para ser detectada remotamente) Algunos planetas (o lunas) que no tienen agua líquida en sus superficies pueden de hecho ser habitables.

Zona habitable y zona continuamente habitable:La zona habitable (ZH), es la región alrededor de una estrella en la cual un planeta pueda mantener agua líquida en su superficie.La zona continuamente habitable (ZCH), es la región que sigue siendo habitable sobre un cierto período del tiempo finito como edades de una estrella.

Planeta potencialmente habitable: Un planeta potencialmente habitable es un planeta el cual su órbita cae dentro de la zona habitable. Esto incluye los planetas que tienen altas excentricidades, pero que su semi-eje mayor está dentro de la zona habitable.

Planeta tipo Tierra:Un planeta tipo Tierra, es un planeta habitable de aproximadamente una masa terrestre.

Referencias:

• http://es.wikipedia.org• http://www.daviddarling.info/encyclopedia/S/siliconlife.html• http://planetquest.jpl.nasa.gov/TPF/tpf_index.cfm • http://www.nasa.gov• http://sco.stsci.edu/tpf_top100/index.php?sort=rank• http://www.circuloastronomico.cl/secciones/extrasol2.html• http://www.daviddarling.info/encyclopedia/S/siliconlife.html

• Astrobiology: A Multidisciplinary Approach – Jonathan I. Lunine

• Episodic outgassing as the origin of atmospheric methane on Titán. Nature 440, 61-64 (2006) -- G. Tobie, J. Lunine, C. Sotin.

• Terrestrial Planet Finder Coronagraph Science and Technology Definition Team (STDT) Report -- Marie Levine, Stuart Shaklan and James Kasting (Penn State University)

• TITAN 031TI(T20) MISSION DESCRIPTION October 2006 -- Jet Propulsion Laboratory