Um processo químico que produz metano sem organismos vivos pode ter aquecido a jovem Terra – e pode complicar a busca por vida em outros lugares
Um processo químico recentemente descoberto pode ter levado à formação generalizada do metano, um gás de efeito estufa, quando a Terra era jovem. A reação não envolve organismos vivos, então pode ter ocorrido no início da história do nosso planeta.
“Identificamos uma nova fonte potencial de metano antes da origem da vida”, diz Johannes Rebelein no Instituto Max Planck de Microbiologia Terrestre em Marburg, Alemanha.
Se metano suficiente fosse formado, isso poderia ajudar a explicar por que a Terra permaneceu quente em um momento em que o sol estava mais escuro do que hoje.
A descoberta também pode complicar ainda mais a busca por vida em outros planetas. Acredita-se que o metano no ar de um planeta seja uma assinatura de vida, mas os astrônomos precisarão descartar o novo processo como uma explicação para qualquer detecção desse gás.
O metano é um composto químico comum: cada molécula consiste em um único átomo de carbono rodeado por quatro átomos de hidrogênio. É um gás de efeito estufa que retém o calor do sol, aquecendo o planeta.
Hoje, a maior parte do metano é produzida por organismos vivos, que usam moléculas complexas chamadas enzimas para fazê-lo. No entanto, em 2022, Rebelein e seus colegas identificaram um processo pelo qual o metano pode se formar em organismos vivos sem enzimas. Substâncias químicas contendo carbono, enxofre e nitrogênio foram transformadas em metano, impulsionadas por substâncias altamente reativas, incluindo ferro carregado eletricamente e espécies reativas de oxigênio.
Isso levou a equipe a se perguntar se a mesma reação poderia ocorrer fora das células vivas. “Existe ferro na natureza; existem espécies reativas de oxigênio na água”, diz Rebelein.
A equipe preparou pequenos frascos com alguns mililitros de água contendo produtos químicos iniciais em temperaturas variando de 37°C a 97°C (99°F a 207°F). “Adicionamos o ferro a ele e depois os incubamos sob calor intenso ou sob luz”, diz Rebelein.
O metano se formou consistentemente, com taxas aumentando em temperaturas mais altas ou quando as amostras foram iluminadas – a luz dividiu algumas moléculas de água, formando espécies reativas de oxigênio.
No passado sombrio
Rebelein diz que os resultados podem ajudar a explicar um mistério chamado paradoxo do fraco sol jovem. Quando o sol se formou, era significativamente mais escuro do que é hoje – ainda assim, evidências geológicas sugerem que a Terra era quente naquela época e não congelou.
Os pesquisadores há muito suspeitam que altos níveis de metano ajudaram a conseguir isso. “Podemos fechar um pouco essa lacuna mostrando um novo mecanismo que pode fornecer metano”, diz Rebelein. No entanto, ele diz que não está claro quanto metano o novo processo poderia produzir.
Já se sabia que o metano pode se formar na ausência de vida, embora por um processo diferente. Quando a água flui através de rochas ricas em ferro e magnésio, as rochas são transformadas em um mineral verde chamado serpentinita, e o metano é liberado como subproduto.
Este processo, chamado serpentinização, é a fonte não biológica dominante de metano na Terra, e provavelmente também foi para a Terra primitiva, diz Giada Arney no Goddard Space Flight Center da NASA em Maryland, que não esteve envolvido no estudo.
Rebelein diz estar convencido de que a serpentinização também desempenhou um grande papel em manter a jovem Terra aquecida.
“O paradoxo do jovem sol fraco é muito menos paradoxal hoje em dia”, diz Arney. Em vez disso, é “uma questão para a qual existem muitas respostas plausíveis”, mas que talvez nunca possamos responder definitivamente.
A vida em outros mundos
A nova descoberta complicará ainda mais a busca por vida além da Terra. Como o metano é produzido por organismos vivos, foi proposto como uma “bioassinatura”: se um planeta tem metano em seu ar, continua o argumento, isso é um sinal de vida. O metano foi repetidamente detectado em Marte, e isso foi interpretado como evidência de vida microbiana.
“Qualquer planeta com água também deve mostrar esse mecanismo que descrevemos aqui”, diz Rebelein. “O metano não é mais uma bioassinatura ideal.”
O fato de o metano poder ser produzido por serpentinização já complicou seu uso como bioassinatura, diz Arney, e a nova descoberta aumenta isso. “Está aumentando a pilha de coisas sobre as quais teremos que pensar.”
Para Arney, a solução é buscar múltiplas linhas de evidência que pintem um quadro coerente. A atmosfera da Terra contém oxigênio, então as moléculas de metano são destruídas em cerca de 10 anos. “Portanto, [o metano] precisa ser produzido com extrema rapidez [para permanecer na atmosfera]”, diz ela. “Essa taxa de produção rápida é muito maior do que qualquer processo abiótico que conhecemos.” Como resultado, a mistura de metano e oxigênio é uma bioassinatura melhor do que o metano sozinho, diz ela.
Publicado em 07/08/2023 15h18
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