Estudo pode fornecer pistas de como a vida extraterrestre pode se desenvolver em outros planetas.
Micróbios que vivem em um lago coberto de gelo na Antártica estão se banqueteando com rochas esmagadas, descobriram os pesquisadores. E as criaturinhas estão prosperando.
Os lagos subglaciais são corpos de água doce, a maioria dos quais são encontrados na Antártica, presos entre a crosta terrestre, ou rocha, e espessas camadas de gelo – às vezes com vários quilômetros de espessura. Esses lagos estão repletos de diversos micróbios que se alimentam de nutrientes na água. No entanto, até agora, os pesquisadores não tinham certeza de onde esses nutrientes vieram.
Os lagos subglaciais sofrem erosão natural com o tempo, à medida que o nível da água sobe e desce. Em um novo estudo, os pesquisadores replicaram essa erosão em laboratório esmagando amostras de sedimentos retiradas do Lago Whillans – um lago subglacial de 60 quilômetros quadrados enterrado sob 2.600 pés (800 metros) de gelo na Antártica – e revelaram como os produtos químicos vitais necessários para sustentar as comunidades microbianas são criados.
“Nosso estudo é completamente diferente de qualquer estudo anterior sobre lagos subglaciais”, disse a autora principal Beatriz Gill Olivas, glacióloga da Universidade de Bristol, no Reino Unido, ao Live Science. “Estudos anteriores observaram como a erosão da rocha sólida poderia produzir gases em ambientes subglaciais, mas nosso estudo foi além, observando como a erosão também poderia liberar fontes de nutrientes biologicamente importantes para a água.”
A descoberta pode ter “implicações interessantes” para estudar como a vida microbiana pode se desenvolver em outras partes do universo, acrescentou ela.
Esmagamento de sedimentos
O Lago Whillans passa por períodos de enchimento e drenagem. Quando cheio, é conhecido como alto, e quando escoa o lago é considerado baixo. A diferença de profundidade entre as arquibancadas altas e baixas no Lago Whillans é de apenas cerca de 4 metros (13 pés): as arquibancadas altas atingem 12 m de profundidade, caindo para uma profundidade de 26 pés (8 m) nas áreas baixas. Mas em uma posição baixa, a corrente de gelo – um corredor de fluxo rápido dentro do manto de gelo – entra em contato direto com grandes áreas do lago, disse Gill Olivas. “Portanto, você pode esperar ver alguma erosão”, acrescentou ela.
O lago Whillans também faz parte de um sistema hidrológico maior, e a erosão que ocorre em áreas conectadas pode alimentar o lago maior com produtos químicos, disse Gill Olivas.
Os pesquisadores replicaram essa erosão em laboratório esmagando amostras de sedimentos do Lago Whillans e deixando-as na água a 32 graus Fahrenheit (0 graus Celsius) sem oxigênio, imitando as condições encontradas no lago.
Os pesquisadores analisaram amostras de sedimentos que foram obtidas do projeto Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling. Os cientistas usaram uma broca de água quente para criar um furo através da espessa camada de gelo antes de coletar amostras com um descaroçador esterilizado.
Liberando produtos químicos
Os pesquisadores deixaram as rochas trituradas submersas por mais de 40 dias e depois analisaram a água para ver quais produtos químicos haviam sido liberados do sedimento. Eles encontraram uma grande variedade de produtos químicos diferentes, incluindo hidrogênio, metano, dióxido de carbono e amônio.
A maioria desses produtos químicos é liberada instantaneamente do sedimento à medida que ele é triturado.
“Durante a trituração, os sedimentos são decompostos em partículas muito menores”, disse Gill Olivas. “Como resultado disso, bolhas microscópicas encontradas em minerais, conhecidas como inclusões fluidas, podem ser abertas, para liberar gases e líquidos que antes estavam presos nessas bolhas.”
Os gases presos entre os grãos individuais de sedimento também são liberados na água, acrescentou ela.
No entanto, outros foram criados com o tempo, à medida que certos minerais se dissolviam ou reagiam com outras moléculas na água.
Comunidades microbianas
Um grupo de micróbios, conhecido como metanotróficos, se alimenta de metano para criar energia para crescer. O oposto acontece com os metanógenos, que criam energia ao converter hidrogênio e dióxido de carbono em metano. O lago também abriga bactérias especializadas que obtêm sua energia convertendo amônio em nitrito e depois em nitrato, um processo conhecido como nitrificação.
Muitos dos compostos criados em lagos subglaciais também são altamente redutores ou oxidantes, o que significa que eles facilmente fornecem e retiram elétrons durante as reações químicas, o que também cria o que é conhecido como gradiente redox no lago. Esse gradiente ajuda a reciclar elementos que são capazes de ter vários estados de oxidação, como enxofre ou ferro, permitindo que ganhem e percam elétrons facilmente. Micróbios especializados, conhecidos como quimiolitotróficos, podem catalisar a oxidação desses elementos como fonte de energia.
Basicamente, para cada produto químico presente no lago, os pesquisadores encontraram um grupo de micróbios que evoluíram para explorá-lo para obter energia.
Vida extraterrestre
Essas descobertas podem ser úteis para pesquisadores em busca de vida extraterrestre. Acredita-se que lagos subterrâneos e oceanos congelados sejam comuns no universo, até mesmo em nosso próprio sistema solar.
“Os lagos na Antártica podem ser um proxy para ambientes extremos em outros sistemas planetários”, disse Gill Olivas. “Eles oferecem uma grande visão de como a vida microbiana pode sobreviver em outros ambientes.”
Essencialmente, onde há gelo sobre sedimentos ou rochas, acompanhado de água líquida, a erosão pode fornecer uma fonte de nutrientes e energia para a vida microbiana.
“Obviamente, não podemos dizer que esses processos irão definitivamente sustentar micróbios exoplanetários”, disse Gill Olivas. “No entanto, ele definitivamente oferece alguns insights sobre como os micróbios em planetas e luas gelados podem sobreviver.”
Publicado em 09/07/2021 01h42
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