A vida pode ter se extinguido no início de Marte. Isso não é tão absurdo quanto parece; foi mais ou menos isso que aconteceu na Terra.
Mas a vida na Terra evoluiu e persistiu, enquanto em Marte, não.
Evidências mostram que Marte já foi quente e úmido e teve uma atmosfera. No antigo Período Noéquio, entre 3,7 bilhões e 4,1 bilhões de anos atrás, Marte também tinha água superficial. Se isso estiver correto, Marte pode ter sido habitável (embora isso não signifique necessariamente que era habitado).
Um novo estudo mostra que o início de Marte pode ter sido hospitaleiro para um tipo de organismo que prospera em ambientes extremos aqui na Terra. Os metanogênicos vivem em locais como fontes hidrotermais no fundo do oceano, onde convertem a energia química do ambiente e liberam metano como resíduo. O estudo mostra que os metanogênicos podem ter prosperado no subsolo de Marte.
O estudo é “Habitabilidade inicial de Marte e resfriamento global por metanógenos baseados em H2”. É publicado na Nature Astronomy, e os autores seniores são Regis Ferrière e Boris Sauterey. Ferrière é professor do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da Universidade do Arizona, e Sauterey é um ex-bolsista de pós-doutorado no grupo de Ferrière que agora está na Sorbonne.
“Nosso estudo mostra que Marte no subsolo, no início, provavelmente teria sido habitável para micróbios metanogênicos”, disse Ferrière em um comunicado à imprensa. No entanto, os autores são claros que não estão dizendo que a vida definitivamente existiu no planeta.
O artigo diz que os micróbios teriam prosperado na rocha porosa e salgada que os abrigava da radiação UV e dos raios cósmicos. O ambiente subterrâneo também forneceria uma atmosfera difusa e uma temperatura moderada que permitiria a persistência de metanogênios.
Os pesquisadores se concentraram em metanógenos hidrogenotróficos, que absorvem H2 e CO2 e produzem metano como resíduo. Este tipo de metanogênese foi um dos primeiros metabolismos a evoluir na Terra. No entanto, sua “… viabilidade no início de Marte nunca foi avaliada quantitativamente”, diz o artigo.
Até agora.
Há uma diferença crítica entre o antigo Marte e a Terra em relação a esta pesquisa. Na Terra, a maior parte do hidrogênio está ligada às moléculas de água, e muito pouco está por conta própria. Mas em Marte, era abundante na atmosfera do planeta.
Esse hidrogênio poderia ter sido o suprimento de energia que os primeiros metanogênios precisavam para prosperar. Esse mesmo hidrogênio teria ajudado a reter o calor na atmosfera de Marte, mantendo o planeta habitável.
“Achamos que Marte pode ter sido um pouco mais frio que a Terra na época, mas não tão frio quanto agora, com temperaturas médias pairando provavelmente acima do ponto de congelamento da água”, disse Ferrière.
“Enquanto Marte atual foi descrito como um cubo de gelo coberto de poeira, imaginamos Marte primitivo como um planeta rochoso com uma crosta porosa, embebido em água líquida que provavelmente formou lagos e rios, talvez até mares ou oceanos.”
Na Terra, a água é água salgada ou água doce. Mas em Marte, essa distinção pode não ter sido necessária. Em vez disso, toda a água era salgada, de acordo com medições espectroscópicas de rochas da superfície marciana.
A equipe de pesquisa usou modelos do clima, crosta e atmosfera de Marte para avaliar metanógenos em Marte antigo. Eles também usaram um modelo de uma comunidade ecológica de micróbios semelhantes à Terra que metabolizam hidrogênio e carbono.
Ao trabalhar com esses modelos de ecossistema, os pesquisadores foram capazes de prever se as populações de metanogênios eram capazes de sobreviver. Mas eles foram mais longe; eles foram capazes de prever o efeito que essas populações tiveram em seu ambiente.
“Uma vez que produzimos nosso modelo, nós o colocamos para funcionar na crosta marciana – figurativamente falando”, disse o primeiro autor do artigo, Boris Sauterey.
“Isso nos permitiu avaliar quão plausível seria uma biosfera subterrânea marciana. E se tal biosfera existisse, como ela teria modificado a química da crosta marciana e como esses processos na crosta teriam afetado a composição química da atmosfera. .”
“Nosso objetivo era fazer um modelo da crosta marciana com sua mistura de rocha e água salgada, deixar os gases da atmosfera se difundirem no solo e ver se os metanógenos poderiam viver com isso”, disse Ferrière. “E a resposta é, de um modo geral, sim, esses micróbios poderiam ter ganhado a vida na crosta do planeta.”
A questão tornou-se, quão fundo você teria que ir para encontrá-lo? É uma questão de equilíbrio, segundo os pesquisadores.
Enquanto a atmosfera continha hidrogênio e carbono abundantes que os organismos poderiam ter usado para energia, a superfície de Marte ainda estava fria. Não congelado como é hoje, mas muito mais frio do que a Terra moderna.
Os microorganismos teriam se beneficiado das temperaturas mais quentes no subsolo, mas quanto mais fundo você for, menos hidrogênio e carbono estarão disponíveis.
“O problema é que, mesmo no início de Marte, ainda estava muito frio na superfície, então os micróbios teriam que ir mais fundo na crosta para encontrar temperaturas habitáveis”, disse Sauterey.
“A questão é quão profundo a biologia precisa ir para encontrar o compromisso certo entre temperatura e disponibilidade de moléculas da atmosfera que elas precisavam para crescer? Descobrimos que as comunidades microbianas em nossos modelos teriam sido mais felizes nas primeiras centenas de anos. metros.”
Eles teriam permanecido aninhados na crosta superior por muito tempo. Mas à medida que as comunidades de micróbios persistiam, absorvendo hidrogênio e carbono e liberando metano, elas teriam mudado o meio ambiente.
A equipe modelou todos os processos acima e abaixo do solo e como eles influenciariam uns aos outros. Eles previram o feedback climático resultante e como isso mudou a atmosfera de Marte.
A equipe diz que, com o tempo, os metanógenos teriam iniciado um resfriamento climático global à medida que alteravam a composição química da atmosfera. A água salgada na crosta teria congelado em profundidades cada vez maiores à medida que o planeta esfriava.
Esse resfriamento acabaria tornando a superfície de Marte inabitável. À medida que o planeta esfriava, os organismos teriam sido levados ainda mais para o subsolo, longe do frio.
Mas a porosidade no regolito teria sido obstruída pelo gelo, bloqueando a atmosfera de atingir essas profundezas e privando os metanógenos de energia.
“De acordo com nossos resultados, a atmosfera de Marte teria sido completamente alterada pela atividade biológica muito rapidamente, em algumas dezenas ou centenas de milhares de anos”, disse Sauterey. “Ao remover o hidrogênio da atmosfera, os micróbios teriam esfriado drasticamente o clima do planeta.”
O resultado? Extinção.
“O problema que esses micróbios teriam enfrentado é que a atmosfera de Marte basicamente desapareceu, completamente diluída, então sua fonte de energia teria desaparecido e eles teriam que encontrar uma fonte alternativa de energia”, disse Sauterey.
“Além disso, a temperatura teria caído significativamente e eles teriam que ir muito mais fundo na crosta. No momento, é muito difícil dizer quanto tempo Marte teria permanecido habitável.”
Os pesquisadores também identificaram lugares na superfície marciana onde futuras missões têm as melhores chances de encontrar evidências da vida antiga do planeta.
“Populações próximas à superfície teriam sido as mais produtivas, maximizando, portanto, a probabilidade de biomarcadores preservados em quantidades detectáveis”, escrevem os autores em seu artigo. “Os primeiros metros da crosta marciana também são os mais facilmente acessíveis à exploração, dada a tecnologia atualmente embarcada nos rovers marcianos”.
Segundo os pesquisadores, Hellas Planitia é o melhor lugar para procurar evidências dessa vida subterrânea primitiva porque permaneceu livre de gelo. Infelizmente, essa região é o lar de poderosas tempestades de poeira e inadequada para exploração de rover. De acordo com os autores, se os exploradores humanos visitarem Marte, então Hellas Planitia é um local de exploração ideal.
A vida no antigo Marte não é mais uma ideia revolucionária e já não o é há muito tempo. Portanto, a parte mais interessante desta pesquisa pode ser como a vida precoce mudou seu ambiente. Isso aconteceu na Terra e levou ao desenvolvimento de vida mais complexa após o Grande Evento de Oxigenação (GOE).
A Terra primitiva também era habitada por formas de vida simples. Mas a Terra era diferente; organismos desenvolveram um novo caminho para aproveitar a energia. Não havia oxigênio na atmosfera primitiva da Terra, e os primeiros habitantes da Terra prosperaram em sua ausência. Depois vieram as cianobactérias, que usam a fotossíntese para obter energia e produzem oxigênio como subproduto.
As cianobactérias gostavam de oxigênio, e os primeiros inquilinos da Terra não. As cianobactérias cresceram em tapetes que criaram uma região de água oxigenada em torno de si, na qual prosperaram.
Eventualmente, as cianobactérias oxigenaram os oceanos e a atmosfera até que a Terra se tornou tóxica para outras formas de vida. Metanogênios e outras formas de vida primitiva da Terra não conseguem lidar com oxigênio.
Os cientistas não chamam a morte de todos esses organismos primitivos de extinção, mas a palavra chega perto. Alguns micróbios antigos ou seus descendentes sobrevivem na Terra moderna, levados a ambientes pobres em oxigênio.
Mas isso era a Terra. Em Marte, não houve salto evolutivo para a fotossíntese ou qualquer outra coisa que levasse a uma nova maneira de adquirir energia. Eventualmente, Marte esfriou e congelou e perdeu sua atmosfera. Marte está morto agora?
É possível que a vida marciana tenha encontrado refúgio em locais isolados da crosta do planeta.
Um estudo de 2021 usou modelagem para mostrar que pode haver uma fonte de hidrogênio na crosta de Marte, que se reabastece. O estudo mostrou que elementos radioativos na crosta podem quebrar moléculas de água por radiólise, tornando o hidrogênio disponível para metanógenos. A radiólise permitiu que comunidades isoladas de bactérias em rachaduras e poros cheios de água na crosta terrestre persistissem por milhões, possivelmente até bilhões de anos.
E o Deep Carbon Observatory descobriu que a vida enterrada na crosta terrestre contém até 400 vezes a massa de carbono de todos os humanos. O DCO também descobriu que a biosfera do subsolo profundo é quase o dobro do volume dos oceanos do mundo.
Ainda poderia haver vida na crosta de Marte, alimentando-se de hidrogênio criado pela radiólise? Há detecções intrigantes de metano na atmosfera que ainda não foram explicadas.
Muitos cientistas pensam que o subsolo de Marte é o lugar mais provável no Sistema Solar para abrigar vida, além da Terra, é claro. (Desculpe, Europa.) Talvez sim, e talvez o encontremos um dia.
Publicado em 24/10/2022 21h58
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