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Modelo baseado em fontes hidrotermais avalia possibilidade de vida em lua de Júpiter

Cientistas brasileiros comparam o cenário da Terra primitiva com as condições de Europa, satélite que possui um enorme oceano quente abaixo de sua crosta gelada, cujo fundo poderia abrigar microorganismos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo

Europa, a lua gelada de Júpiter, tem sido um dos principais alvos de interesse da Astrobiologia, como um possível ambiente habitável no Sistema Solar. Isso porque tem, debaixo de uma crosta de gelo com estimados 10 quilômetros de espessura, um oceano de água líquida com mais de 100 quilômetros de profundidade. Uma importante fonte de energia, decorrente da interação gravitacional com Júpiter, mantém essa água aquecida.

Uma pesquisa teórica, voltada para a avaliação da habitabilidade microbiana em Europa a partir de dados colhidos em ambientes análogos existentes na Terra, foi realizada por um grupo de pesquisadores brasileiros ligados à Universidade de São Paulo (USP), que assinaram conjuntamente um artigo publicado na Scientific Reports.

"O que fizemos foi explorar os possíveis efeitos de uma fonte de energia biologicamente aproveitável em Europa, com base em informações obtidas em contexto terrestre análogo", disse Douglas Galante, pesquisador do Laboratório Nacional do Brasil de Luz Síncrotron (LNLS) e do Núcleo de Pesquisa em Astrobiologia (NAP-Astrobio) do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP).

Galante é coordenador do estudo, apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa no Estado de São Paulo - FAPESP por meio de Bolsa de Mestrado do químico Thiago Pereira, co-autor do artigo, que tem em Galante seu orientador, e de Projeto Temático que investiga regiões no Brasil e na África com possíveis vestígios sobre transformações geoquímicas e isotópicas ligadas ao surgimento de vida multicelular na era Neoproterozoica.

Semelhanças com a Terra primitiva

Na mina de ouro de Mponeng, na África do Sul - localizada a 2,8 quilômetros de profundidade - o projeto de pesquisa encontrou não só registros de transformações ligadas à história da vida na Terra, mas também um contexto terrestre análogo a Europa. Recentemente, descobriu-se que a bactéria Candidatus Desulforudis audaxviator sobrevive na mina sem luz solar a partir da hidrólise radioativa da água.

"Nessa mina subterrânea de grande profundidade, há rachaduras por onde vaza água com a presença de urânio radioativo. O urânio quebra as moléculas de água produzindo radicais livres [H+, OH- e outros]. Os radicais livres atacam as rochas do entorno, especialmente a pirita [dissulfeto de ferro, FeS2], produzindo sulfatos. E as bactérias utilizam os sulfatos para sintetizar ATP [trifosfato de adenosina], nucleotídeo responsável pelo armazenamento de energia nas células", descreveu o pesquisador. "Foi a primeira vez que se observou um ecossistema que subsiste diretamente com base na energia nuclear."

Segundo Galante e colegas, o ambiente colonizado por bactérias na mina de Mponeng é um excelente análogo do ambiente presumivelmente existente no fundo oceânico de Europa.

Isso porque, apesar da temperatura da superfície de Europa estar próxima do zero absoluto, existe uma enorme quantidade de energia térmica gerada em seu interior - um efeito da interação de Europa com a poderosa atração gravitacional de Júpiter, que faz com que a órbita do satélite seja extremamente elíptica. Europa está ora muito próximo, ora muito distante de Júpiter, sofrendo deformações geométricas à medida em que se movimenta ao sabor da força da maré do maior gigante gasoso de Sistema Solar - a energia liberada decorrente desse "estica-encolhe" torna seu subsolo capaz de alojar um oceano de água líquida.

"Porém, não basta existir água líquida aquecida", disse Galante. Segundo ele, a base de toda a atividade biológica conhecida na Terra são os gradientes químicos, isto é, as diferenças de concentração de moléculas, íons ou elétrons em regiões diferentes que produzem uma direção e um sentido, tornando possíveis os processos comuns aos seres vivos, como respiração celular, a fotossíntese, a produção de ATP, etc.

"As emanações hidrotermais - de hidrogênio molecular [H2], ácido sulfídrico [H2S], ácido sulfúrico [H2SO4], metano [CH4] e outras - são importantes fontes de desequilíbrios químicos e eventuais fatores de 'transdução biológica' - isto é, da transformação do desequilíbrio em energia biologicamente aproveitável. Essas fontes hidrotermais são o cenário mais plausível para a origem da vida na Terra", disse.

Investigando condições para geração de ATP em Europa

O grupo avaliou a possibilidade do desequilíbrio químico em Europa ocorrer pelo contato da emanação de água com elementos químicos de sua crosta - no entanto, a simples falta total de dados empíricos impedem cientistas que presumir inequivocamente tais eventos (uma missão a Europa é cogitada apenas para 2030 pela Nasa, a agência espacial dos Estados Unidos). "Por isso, procuramos por um efeito físico mais universal, que é o da ação da radioatividade", explicou Galante.

Os vários corpos do Sistema Solar dotados de núcleos rochosos partilham dos mesmos materiais radioativos, ejetados no espaço pela explosão da estrela supernova que originou o Sol e os astros que o orbitam. Urânio, tório e potássio são os elementos radioativos considerados pela pesquisa e cujas concentrações em Europa podem ser presumidas com base nas quantidades encontradas na Terra, nos meteoritos que chegam à Terra e em Marte.

"A partir das quantidades, foi possível estimar a energia liberada, como essa energia estaria interagindo com a água de seu entorno e a eficiência da hidrólise radioativa da água resultante dessa interação na geração de radicais livres", disse.

Segundo o estudo, junto com os radionuclídeos, a presença de pirita seria um ingrediente essencial para a vida em Europa. "Uma das propostas decorrentes de nosso estudo é que, para avaliar a habitabilidade de um corpo celeste, se deve procurar por traços de pirita", sublinhou Galante. Há grandes probabilidades de uma hipotética missão ao satélite encontre tal substância, uma vez que enxofre (S) e ferro (Fe) são elementos abundantes no Sistema Solar.

"Europa parece ter, no fundo oceânico, condições muito parecidas com aquelas que existiram na Terra primitiva, em seu primeiro bilhão de anos. Então, estudar Europa hoje é, em certa medida, semelhante a olhar para o nosso próprio planeta no passado. Além do interesse intrínseco que a habitabilidade e a existência de atividade biológica em Europa possam ter, esse estudo também é uma porta para o entendimento da origem e evolução da vida no Universo", disse.

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