A vida poderia existir no espaço mesmo sem planetas, dizem os cientistas: WebCuriosos
Temos um preconceito planetário quando se trata de compreender onde a vida pode se perpetuar? É natural que o façamos. Afinal, estamos em um.
No entanto, os planetas podem não ser necessários para a vida, e dois cientistas da Escócia e dos EUA convidam-nos a reconsiderar esta ideia.
Nós nos concentramos nos planetas como habitats para a vida porque eles atendem às condições necessárias para a sobrevivência da vida. Água líquida, temperatura e pressão corretas para mantê-la no estado líquido e proteção contra radiações prejudiciais são os principais requisitos para a vida fotossintética.
Mas e se outros ambientes, mesmo aqueles mantidos pelos próprios organismos, também puderem suprir essas necessidades?
Em nova pesquisa publicada na revista Astrobiologiaos investigadores apontam que os ecossistemas poderiam gerar e sustentar as condições necessárias para a sua própria sobrevivência sem necessitar de um planeta.
O artigo é intitulado “Habitats vivos autossustentáveis em ambientes extraterrestres.” Os autores são Robin Wordsworth, Professor de Ciências da Terra e Planetárias em Harvard, e Charles Cockell, Professor de Astrobiologia na Escola de Física e Astronomia da Universidade de Edimburgo.
“As definições padrão de habitabilidade assumem que a vida requer a presença de poços gravitacionais planetários para estabilizar a água líquida e regular a temperatura da superfície”, escrevem. “Aqui são avaliadas as consequências de relaxar esta suposição.”
Wordsworth e Cockell escrevem que barreiras e estruturas geradas biologicamente podem imitar as condições planetárias que permitem a vida sem o planeta. Eles podem deixar a luz entrar para a fotossíntese enquanto bloqueiam a luz ultravioleta. Eles também podem evitar perdas voláteis no vácuo e manter a faixa de temperatura e pressão necessária para que a água permaneça no estado líquido.
“Barreiras geradas biologicamente, capazes de transmitir radiação visível, bloquear ultravioleta e sustentar gradientes de temperatura de 25-100 K e diferenças de pressão de 10 kPa contra o vácuo do espaço podem permitir condições habitáveis entre 1 e 5 unidades astronômicas no Sistema Solar”, eles escrever.
“Para compreender as restrições à vida fora da Terra, podemos começar por rever porque é que o nosso planeta natal é um bom habitat para a vida”, escrevem os autores.
A Terra faz mais do que apenas fornecer água líquida e proteção contra radiação. É um sistema completo com camadas de complexidade interativa.
A superfície do planeta está exposta a uma fonte de energia facilmente acessível do Sol que impulsiona toda a biosfera. Os elementos que consideramos essenciais para a vida estão disponíveis, embora por vezes limitados: carbono, hidrogénio, azoto, oxigénio, fósforo e enxofre. Eles percorrem a biosfera através do vulcanismo e das placas tectônicas e ficam disponíveis novamente.
A Terra também está oxidando na atmosfera e na superfície, e reduzindo em outras regiões, como sedimentos e subsuperfície profunda. Isto permite “a exploração de gradientes redox para fins metabólicos”, explicam os autores.
Essas condições não existem em nenhum outro lugar. A astrobiologia tem como alvo as luas congeladas do Sistema Solar por causa de seus oceanos quentes e salgados. Mas eles têm ciclos de nutrientes?
Objetos de baixa massa no Sistema Solar exterior têm uma ampla área de superfície, mas a energia do Sol é fraca. É pouco provável que consigam manter as suas atmosferas, pelo que a pressão e a temperatura corretas para a água líquida estão fora de alcance. Eles também estão desprotegidos da radiação UV e dos raios cósmicos.
“Para persistir fora da Terra”, escrevem os autores, “qualquer organismo vivo deve modificar-se ou adaptar-se ao seu ambiente o suficiente para superar estes desafios”.
Os autores escrevem que os materiais biológicos aqui na Terra já podem fazer isso. É plausível que os ecossistemas possam desenvolver as condições para a sua própria sobrevivência, e se a vida fotossintética pode fazê-lo no vácuo do espaço, então nós também poderíamos. Seria um grande benefício para a exploração espacial humana.
Começa com a água e, quando se trata de água líquida, os cientistas referem-se à sua ponto triplo. Um ponto triplo é um ponto de referência termodinâmico que explica as transições de fase e como a água se comporta sob diferentes pressões e temperaturas.
“A pressão mínima necessária para sustentar a água líquida é o ponto triplo: 611,6 Pa a 0ºC (273 K)”, explicam os pesquisadores. Esse número sobe para alguns kPa entre 15 e 25 Celsius.
As cianobactérias podem crescer com pressões de ar de 10 kPa, desde que a luz, a temperatura e o pH estejam nas faixas corretas. A questão é: algum ser vivo que conhecemos gera paredes que podem manter 10 kPa?
“Diferenças de pressão interna da ordem de 10 kPa são facilmente mantidas por materiais biológicos e, de fato, comuns em organismos macroscópicos da Terra”, escrevem os autores. “O aumento da pressão arterial da cabeça aos pés de um ser humano de 1,5 m de altura é de cerca de 15 kPa”.
As algas marinhas também podem sustentar pressões internas dos nódulos flutuantes de 15-25 kPa, liberando CO2 da fotossíntese.
A temperatura é a próxima consideração quando se trata de água líquida. A Terra mantém sua temperatura através do efeito estufa atmosférico. Mas é pouco provável que pequenos corpos rochosos, por exemplo, reproduzam isto.
“Portanto, um habitat gerado biologicamente deve atingir o mesmo efeito através da física do estado sólido”, escrevem os autores.
A energia que entra e a energia que sai precisa ser equilibrada, e alguns organismos na Terra evoluíram para manter esse equilíbrio.
“As formigas prateadas do Saara, por exemplo, desenvolveram a capacidade de melhorar tanto a refletividade da superfície no infravermelho próximo quanto a emissividade térmica, permitindo-lhes sobreviver em temperaturas ambientes acima da faixa de todos os outros artrópodes conhecidos”, escrevem Wordsworth e Cockell. Isso lhes permite sobreviver forrageando no calor do dia, quando os predadores precisam ficar longe do sol.
Os humanos produziram aerogéis de sílica com densidade e condutividade térmica extremamente baixas. Embora não existam equivalentes biológicos diretos, os autores escrevem que “existem muitos organismos na natureza que produzem estruturas complexas de sílica”.
Na verdade, algumas diatomáceas podem produzir estruturas de sílica manipulando partículas de sílica menores do que as utilizadas nos nossos processos de fabricação. Os aerogéis fabricados a partir de materiais orgânicos possuem características semelhantes aos artificiais.
“Diante disto, é plausível que materiais altamente isolantes possam ser produzidos artificialmente a partir de matérias-primas biogénicas ou mesmo directamente por organismos vivos”, escrevem os autores.
Os autores calcularam que esses tipos de estruturas poderiam manter a temperatura e a pressão corretas para manter a água líquida.
“Como pode ser visto, manter a temperatura interna em 288 K é possível para uma ampla gama de distâncias orbitais”, explicam. “Este cálculo assume um habitat flutuante, mas considerações semelhantes se aplicam a habitats na superfície de um asteroide, lua ou planeta”.
A perda volátil é outro problema. Um habitat que não consegue reter sua atmosfera não consegue manter a temperatura e a pressão necessárias para a água líquida.
“Todos os materiais têm alguma permeabilidade a átomos e moléculas pequenas e, em longas escalas de tempo, o vácuo do espaço representa um sumidouro essencialmente permanente para espécies voláteis”, explicam os autores.
Isto pode ser resolvido pelas mesmas barreiras que mantêm a pressão e a temperatura. “A inibição do escape volátil seria mais facilmente alcançada pela mesma parte da parede do habitat responsável por manter o diferencial de pressão necessário para estabilizar a água líquida”, escrevem os autores.
Os autores também consideram os efeitos da radiação UV. A radiação pode ser mortal, mas há exemplos de vida aqui na Terra que evoluíram para descobrir isso.
“No entanto, é facilmente bloqueado por compostos como a sílica amorfa e o ferro reduzido, que hoje atenuam os raios UV em biofilmes e estromatólitos silicificados, sem bloquear a radiação visível necessária para a fotossíntese”, escrevem.
A disponibilidade de energia solar para a fotossíntese provavelmente não é uma grande barreira em muitas partes do Sistema Solar. Os autores apontam que as algas do Ártico crescem sob luz extremamente fraca sob o gelo.
Seria necessário algum tipo de ciclo de nutrientes, assim como na Terra. “A longo prazo, uma consideração adicional é a capacidade de um ecossistema de circuito fechado de processar resíduos, como matéria orgânica recalcitrante, e de sustentar gradientes redox internos”, explicam os autores.
O calor extremo no interior da Terra dá conta do recado, mas sem esses extremos, “um ecossistema de circuito totalmente fechado no espaço exigiria alguma compartimentação interna para estabelecer gradientes químicos e uma biota especializada capaz de decompor resíduos recalcitrantes”, escrevem.
Em seu artigo, os autores cobrem outros fatores como o tamanho das células e os fatores que limitam o tamanho dos organismos unicelulares e dos organismos maiores e mais complexos. Eles concluem que habitats vivos totalmente autônomos não podem ser descartados.
“No entanto, um sistema totalmente autónomo, capaz de regeneração e crescimento, aparentemente não é proibido por quaisquer restrições físicas ou químicas e, portanto, é interessante considerar um pouco mais a fundo”, escrevem.
É possível desde que o sistema consiga regenerar suas paredes. Os autores apontam que a vida fotossintética existente já pode produzir sílica amorfa e polímeros orgânicos. Esses materiais poderiam servir como paredes e pelo menos mostrar que existe um caminho onde os organismos poderiam evoluir para criar paredes de habitat.
“Um habitat vivo mais autónomo seria capaz de cultivar o seu próprio material de parede, tal como as células vegetais regeneram as suas próprias paredes à escala micrométrica”, explicam.
Tendemos a pensar que se a vida existe noutro lugar, ela segue o mesmo caminho evolutivo que seguiu aqui na Terra, mas isso pode não ser verdade. “Como a evolução da vida em outros lugares pode ter seguido caminhos muito diferentes dos da Terra, habitats vivos também poderiam existir fora dos ambientes habitáveis tradicionais em torno de outras estrelas, onde teriam bioassinaturas incomuns, mas potencialmente detectáveis”, escrevem os autores.
Os autores perguntam: “Será que o tipo de estruturas biológicas que discutimos aqui poderia evoluir naturalmente, sem intervenção inteligente?” Eles argumentam que a vida não senciente pode sustentar todas as condições necessárias para sobreviver em ambientes extraterrestres.
“A vida na Terra ainda não fez isso, embora certamente tenha se adaptado a uma gama cada vez mais ampla de condições ambientais ao longo do tempo”, concluem. “Investigar a plausibilidade de diferentes caminhos evolutivos para a vida sob condições de contorno planetárias alternativas será um tópico interessante para pesquisas futuras.”
Este artigo foi publicado originalmente por Universo Hoje. Leia o artigo original.
