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Presença de metano nas plumas de Encélado seria consistente com presença de vida, dizem cientistas

Estudo conclui que processos geoquímicos não explicam os níveis de metano medidos pela sonda Cassini na lua de Saturno. Mas é cedo para concluir que observações sejam evidência de microrganismos alienígenas
Encélado

Encélado, uma gélida lua de Saturno, apresentou taxas anormais de metano. Foto: NASA/JPL/Space Science Institute

Abaixo da superfície gelada de Encélado, um dos satélites de Saturno, esconde-se um oceano que, segundo suspeitam os cientistas, abriga algum misterioso processo que leva à produção de metano. Há muito tempo, as gigantescas plumas de água que são projetadas pelas erupções que sacodem o satélite fascinam os cientistas e o público. Elas, inclusive, já inspiraram inúmeras pesquisas e especulações sobre um vasto oceano, que estaria espremido entre o núcleo rochoso da lua e sua superfície gelada.

Recentemente, enquanto monitorava as plumas em busca de amostras de sua composição química, a espaçonave Cassini detectou uma concentração relativamente alta de certas moléculas. Em nosso planeta, tais moléculas,  especialmente o di-hidrogênio, o metano e o dióxido de carbono, costumam estar associadas às fontes hidrotermais que se escondem no fundo dos oceanos. A quantidade de metano que a sonda detectou nas plumas foi particularmente surpreendente.

“Queríamos saber se uma possível presença de micróbios semelhantes aos que temos na Terra, capazes de  ‘comer’ o di-hidrogênio e produzem metano, poderia explicar a quantidade surpreendentemente grande de metano detectada pela Cassini” diz Regis Ferriere, professor associado do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da Universidade do Arizona e um dos dois principais autores do estudo publicado na Nature Astronomy que analisa as descobertas. “Buscar por esses micróbios, que são conhecidos como metanógenos, no fundo do mar de Encélado exigiria missões de mergulho extremamente desafiadoras e que não devem acontecer nas próximas décadas”, diz ele.

Mas Ferriere e sua equipe seguiram um caminho diferente e mais fácil. Eles construíram modelos matemáticos para calcular a probabilidade de que outros  processos, incluindo a metanogênese biológica, pudessem explicar os dados coletados pela  Cassini.

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Os autores aplicaram novos modelos matemáticos que combinam geoquímica e ecologia microbiana. A seguir, utilizaram-nos para analisar as informações coletadas pela espaçonave e modelar os possíveis processos que melhor explicariam as observações. A análise mostrou que os dados da Cassini são consistentes tanto com a atividade microbiana de fontes hidrotérmicas quanto com processos que não envolvem formas de vida, mas que são diferentes daqueles que são observados na Terra.

Na Terra, a atividade hidrotérmica ocorre quando a água fria do mar penetra no fundo do oceano,  circula pela rocha subjacente e passa perto de uma fonte de calor, como uma câmara magmática, antes de ser expelida novamente na água por meio de fontes hidrotermais. O metano terrestre pode ser produzido por meio da atividade hidrotérmica, mas em um ritmo lento. A maior parte da sua produção se deve a microrganismos que aproveitam o desequilíbrio químico do di-hidrogênio, produzido hidrotermicamente como fonte de energia, e geram metano a partir do dióxido de carbono em um processo chamado metanogênese.

A equipe analisou a composição das plumas de Encélado como o resultado final de vários processos químicos e físicos ocorridos no interior da lua. Primeiro, os pesquisadores avaliaram qual tipo de produção hidrotérmica de di-hidrogênio se ajustaria melhor às observações da Cassini. Perguntando-se também se essa produção poderia fornecer “alimento” suficiente para sustentar uma população de metanógenos hidrogenotróficos como os da Terra. Eles, então, desenvolveram um modelo de dinâmica populacional de um metanogênio hidrogenotrófico hipotético, cujo nicho térmico e energético foi modelado a partir de cepas terrestres.

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Em seguida, os autores do artigo executaram o modelo para ver se um determinado conjunto de condições químicas, como a concentração de dihidrogênio no fluido hidrotérmico, e a temperatura poderiam fornecer um ambiente adequado para o crescimento desses micróbios. Eles ainda analisaram o efeito que uma população hipotética de micróbios teria no ambiente. Por exemplo, seu impacto nas taxas de escape de di-hidrogênio e metano na pluma.

“Em resumo, não só pudemos avaliar se as observações da Cassini são compatíveis com um ambiente habitável, mas também conseguimos fazer previsões quantitativas sobre as observações, caso a metanogênese realmente ocorra no fundo do mar de Encélado”, explicou Ferriere.

Os resultados sugerem que mesmo a estimativa mais alta possível da produção abiótica de metano em Encélado – nome dado à  produção de metano sem ajuda biológica – com base na química hidrotérmica está longe de ser suficiente para explicar a concentração de metano medida nas plumas. Adicionar metanogênese biológica à mistura, no entanto, poderia produzir metano suficiente para coincidir com as observações da Cassini.

“Obviamente, não estamos concluindo que existe vida no oceano de Encélado”, disse Ferriere. “Em vez disso, queríamos entender a probabilidade das fontes hidrotermais da lua serem habitadas por microorganismos como os da Terra. Isso é muito provável, de acordo com os dados da Cassini e nossos modelos.

A metanogênese biológica parece ser compatível com os dados. Em outras palavras, não podemos descartar a ‘hipótese de vida’ como algo altamente improvável. Para rejeitar a hipótese de vida, precisamos de mais dados de missões futuras”, acrescentou.

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Os autores esperam que seu artigo forneça orientação para estudos que visem melhor compreender as observações feitas pela Cassini, além de incentivar novas pesquisas que elucidem os possíveis processos abióticos capazes de produzir metano suficiente para explicar os dados.

Por exemplo, o metano poderia vir da decomposição química da matéria orgânica primordial que estaria presente no núcleo de Encélado e seria parcialmente transformada em dihidrogênio, metano e dióxido de carbono por meio de processos hidrotérmicos. Essa hipótese é muito plausível caso seja descoberto que a lua se formou por meio do acréscimo de material orgânico rico vindo cometas, explicou Ferriere.

“Em parte, tudo se resume a quão prováveis ​​acreditamos que sejam as diferentes hipóteses,”, disse ele. “Por exemplo, vamos considerar que a probabilidade de vida em Encélado é extremamente baixa. Esses mecanismos abióticos alternativos, portanto, se tornam muito mais prováveis, mesmo que sejam estranhos em comparação aos terrestres.”

Segundo os autores, um avanço muito promissor do artigo está em sua metodologia. Pois ele não se limita a sistemas específicos, como oceanos interiores de luas geladas, abrindo caminho para lidar com dados químicos de planetas fora do sistema solar à medida que se tornam mais acessíveis nas próximas décadas.

Publicado em 11/07/2021

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