Marte antigo tinha as condições certas para a vida subterrânea, nova pesquisa sugere

Um novo estudo mostra evidências de que o antigo Marte provavelmente tinha um amplo suprimento de energia química para os micróbios prosperarem no subsolo.

“Mostramos, com base em cálculos básicos de física e química, que a antiga subsuperfície marciana provavelmente tinha hidrogênio dissolvido suficiente para alimentar uma biosfera subsuperficial global,” disse Jesse Tarnas, um estudante de pós-graduação na Brown University e principal autor de um estudo publicado na Cartas de Ciências da Terra e Planetárias. “As condições nesta zona habitável teriam sido semelhantes a lugares na Terra onde existe vida subterrânea.”

A Terra é o lar do que é conhecido como ecossistemas microbianos litotróficos de subsuperfície - SliMEs para abreviar. Falta de energia da luz solar, esses micróbios subterrâneos geralmente obtêm sua energia arrancando elétrons de moléculas em seus ambientes circundantes. O hidrogênio molecular dissolvido é um grande doador de elétrons e é conhecido por alimentar SLiMEs na Terra.

Este novo estudo mostra que a radiólise, um processo através do qual a radiação quebra as moléculas de água em suas partes constituintes de hidrogênio e oxigênio, teria criado bastante hidrogênio na antiga subsuperfície marciana. Os pesquisadores estimam que as concentrações de hidrogênio na crosta ao redor 4 bilhões de anos atrás estariam na faixa de concentrações que sustentam micróbios abundantes na Terra hoje.

As descobertas não significam que a vida definitivamente existiu no antigo Marte, mas eles sugerem que se a vida realmente começasse, a subsuperfície marciana tinha os principais ingredientes para sustentá-la por centenas de milhões de anos. O trabalho também tem implicações para futuras explorações de Marte, sugerindo que as áreas onde o subsolo antigo está exposto podem ser bons lugares para procurar evidências de vidas passadas.

Indo por baixo da terra

Desde a descoberta, décadas atrás, de antigos canais fluviais e leitos de lagos em Marte, cientistas têm sido atormentados pela possibilidade de que o Planeta Vermelho possa ter hospedado vida. Mas enquanto a evidência de atividade de água no passado é inconfundível, não está claro quanto da história marciana a água realmente fluiu. Modelos climáticos de última geração para o início de Marte produzem temperaturas que raramente atingem o pico acima de zero, o que sugere que os primeiros períodos úmidos do planeta podem ter sido eventos fugazes. Esse não é o melhor cenário para sustentar a vida na superfície a longo prazo, e tem alguns cientistas pensando que o subsolo pode ser uma aposta melhor para a vida marciana passada.

“A questão torna-se então: Qual era a natureza daquela vida subterrânea, se existisse, e onde ele conseguiu sua energia?” disse Jack Mostarda, um professor do Departamento de Terra de Brown, Ciências Ambientais e Planetárias e coautora do estudo. “Sabemos que a radiólise ajuda a fornecer energia para micróbios subterrâneos na Terra, então o que Jesse fez aqui foi perseguir a história da radiólise em Marte.

Os pesquisadores analisaram os dados do espectrômetro de raios gama que voa a bordo da espaçonave Mars Odyssey da NASA.. Eles mapearam a abundância dos elementos radioativos tório e potássio na crosta marciana. Com base nessas abundâncias, eles poderiam inferir a abundância de um terceiro elemento radioativo, urânio. O decaimento desses três elementos fornece a radiação que impulsiona a decomposição radiolítica da água. E porque os elementos decaem a taxas constantes, os pesquisadores poderiam usar as abundâncias modernas para calcular as abundâncias 4 bilhão de anos atrás. Isso deu à equipe uma ideia do fluxo de radiação que teria sido ativo para conduzir a radiólise..

O próximo passo foi estimar quanta água estaria disponível para essa radiação atingir. Evidências geológicas sugerem que haveria muita água subterrânea borbulhando nas rochas porosas da antiga crosta marciana.. Os pesquisadores usaram medições da densidade da crosta marciana para estimar aproximadamente quanto espaço poroso estaria disponível para a água preencher..

Finalmente, a equipe usou modelos geotérmicos e climáticos para determinar onde estaria o ponto ideal para a vida em potencial. Não pode ser tão frio que toda a água está congelada, mas também não pode ser cozido demais pelo calor do núcleo derretido do planeta.

Combinando essas análises, os pesquisadores concluem que Marte provavelmente tinha uma zona global habitável de vários quilômetros de espessura. nessa zona, a produção de hidrogênio via radiólise teria gerado energia química mais do que suficiente para sustentar a vida microbiana, com base no que se sabe sobre essas comunidades na Terra. E essa zona teria persistido por centenas de milhões de anos, concluem os pesquisadores.

As descobertas se mantiveram mesmo quando os pesquisadores modelaram uma variedade de cenários climáticos diferentes – alguns do lado mais quente, outros no lado mais frio. Curiosamente, O servo diz, a quantidade de hidrogênio subsuperficial disponível para energia realmente aumenta sob os cenários de clima extremamente frio. Isso ocorre porque uma camada mais espessa de gelo acima da zona habitável serve como uma tampa que ajuda a impedir que o hidrogênio escape do subsolo..

“As pessoas têm uma concepção de que um clima frio no início de Marte é ruim para a vida, mas o que mostramos é que na verdade há mais energia química para a vida no subsolo em um clima frio,O servo disse. “Isso é algo que achamos que pode mudar a percepção das pessoas sobre a relação entre o clima e a vida passada em Marte.”

Implicações de exploração

Tarnas e Mustard dizem que as descobertas podem ser úteis para pensar sobre para onde enviar espaçonaves em busca de sinais de vida marciana passada..

“Uma das opções mais interessantes para a exploração é olhar para os blocos de megabreccia – pedaços de rocha que foram escavados no subsolo por meio de impactos de meteoritos.,O servo disse. “Muitos deles teriam vindo das profundezas desta zona habitável, e agora eles estão apenas sentados, muitas vezes relativamente inalterado, na superfície."

Mostarda, que tem estado ativo no processo de seleção de um local de pouso para Marte da NASA 2020 Andarilho, diz que esses tipos de blocos de brecha estão presentes em pelo menos dois dos locais que a NASA está considerando: Nordeste Syrtis Major e Midway.

“A missão do 2020 rover é procurar os sinais da vida passada,disse mostarda. “As áreas onde você pode ter remanescentes dessa zona habitável subterrânea – que pode ter sido a maior zona habitável do planeta – parecem um bom lugar para atacar.”

Outros coautores do artigo foram Barbara Sherwood Lollar, Mike Bramble, Kevin Cannon, Ashley Palumbo e Ana-Catalina Plesa. A pesquisa foi apoiada pelo Mars Data Analysis Program (MDAP) (conceder 522723), o Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do Canadá (conceder 494812) e uma bolsa de pós-graduação da Brown University.

Fonte:

https://news.brown.edu