Existem produtos químicos suficientes nos mundos gelados para sustentar a vida lá?

Durante décadas, os cientistas acreditaram que sob a superfície gelada da Europa , o satélite de Júpiter, poderia haver vida. Durante esse período, houve várias evidências diferentes a favor do fato de que este satélite não está sozinho. De fato, no sistema solar existem muitos "mundos oceânicos" que são potencialmente capazes de sustentar a vida: Ceres , Ganimedes , Encélado , Titã , Dion , Tritão e, provavelmente, Plutão .

Mas e se esses mundos não tiverem os elementos necessários para uma vida como a que conhecemos? Em um novo estudo, dois cientistas do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA) decidiram determinar se os mundos oceânicos podem ser deficientes nos elementos necessários para a vida. Suas descobertas podem afetar seriamente as teorias sobre a existência da vida no sistema solar e além, sem mencionar nossa capacidade de estudar a vida.

Um estudo recente na Internet intitula-se "A vida extraterrestre é suprimida em mundos com oceanos subterrâneos devido à falta de elementos essenciais para a vida?" Foi liderado por Manasvi Lingam, um pós-doutorado do Instituto de Teorias e Computação da Universidade de Harvard (ITC) e CfA, com apoio de Abraham Loube, diretor da ITC, e Frank Baird, professor associado de ciência em Harvard.


Representação artística de um exoplaneta aquático localizado em uma anã vermelha longe de nós

Em estudos anteriores, a habitabilidade das luas e de outros planetas se concentrava em torno da presença de água. O mesmo aconteceu com o estudo de planetas e satélites dentro do sistema solar, e o mesmo aconteceu com o estudo de planetas fora dele. Encontrando novos exoplanetas, os astrônomos estudam cuidadosamente a questão de saber se este planeta está dentro da zona habitável de sua estrela.

Este é o principal sinal de se o planeta pode ter água líquida em sua superfície. Além disso, os astrônomos estão tentando obter dados espectroscópicos sobre o ambiente de exoplanetas rochosos para determinar se o planeta está perdendo água da atmosfera - a presença de hidrogênio molecular pode indicar isso. Enquanto isso, outros estudos estão tentando determinar a disponibilidade de fontes de energia, uma vez que também são cruciais para a existência de formas de vida conhecidas por nós.

Em contraste, o Dr. Lingam e o Professor Lobe abordaram a questão de como a vida em planetas oceânicos poderia depender da disponibilidade de nutrientes limitantes. Por algum tempo, houve um acalorado debate sobre que tipo de nutrientes são necessários para a vida extraterrestre, uma vez que a presença de tais substâncias pode variar de um lugar para outro e com o tempo. Como o Lingam nos enviou:

A lista mais comum de elementos necessários para a vida do tipo que conhecemos inclui hidrogênio, oxigênio, carbono, nitrogênio e enxofre. Além disso, uma pequena quantidade de certos metais (por exemplo, ferro e molibdênio) também pode ser valiosa para a vida toda; no entanto, a lista desses metais é mais incerta e varia.


Uma imagem artística do interior da seção da crosta de Encélado, mostrando como a atividade hidrotérmica pode levar ao aparecimento de gêiseres de água na superfície do satélite.

Para pesquisa, Lingam e Loub criaram um modelo baseado nos oceanos terrestres para determinar se o processo de emergência e desaparecimento nos oceanos da OPV pode ser semelhante a processos semelhantes que ocorrem em outros mundos. Na Terra, as fontes de OPV são rios, atmosfera e geleiras, e a luz solar fornece energia.

Eles consideraram que o fósforo seria a mais importante de todas as substâncias listadas e estimaram quanto dele e de outros elementos os mundos oceânicos com diferentes condições iniciais poderiam conter. Como explicou Lingam, é lógico supor que nesses mundos a existência potencial de vida também será determinada pela presença de um equilíbrio entre o influxo e a saída do OPV.

“Se as saídas são muito mais fortes que os tributários, isso pode indicar que os elementos necessários desaparecerão relativamente rapidamente. Para avaliar o poder das entradas e saídas, usamos o conhecimento da Terra, combinando-os com os parâmetros básicos dos mundos oceânicos, como o pH do oceano, o tamanho do mundo e assim por diante, com tudo o que é conhecido a partir de observações e modelos teóricos. ”

Embora as fontes atmosféricas não estejam disponíveis para os oceanos subterrâneos, o Lingam e o Loeb foram responsáveis ​​pela contribuição de fontes hidrotérmicas. Já foram recebidas evidências de sua existência na Europa, Encélado e outros mundos oceânicos. Eles também examinaram fontes não biológicas - como minerais lavados de pedras pelas chuvas na Terra ou, no caso de satélites, pelas águas do oceano.


Representação artística de possível atividade geotérmica que pode ir ao fundo do mar em Encélado

Eles descobriram que, nos mundos oceânicos do sistema solar, é muito provável que eles não tenham OPV, em contraste com a água e a energia.

Descobrimos que as reservas de fósforo, um dos elementos mais importantes para a vida de acordo com as premissas de nosso modelo, desaparecem rapidamente (por padrões geológicos) nos mundos oceânicos que possuem oceanos neutros ou alcalinos com atividade hidrotérmica. Portanto, segue-se do nosso trabalho que a vida em tais mundos pode existir em pequenas concentrações (ou em pequenos intervalos de tempo) e, portanto, será bastante difícil de detectar.

Essa conclusão, é claro, afeta missões destinadas a estudar a Europa e outros satélites no sistema solar externo. Isso inclui a missão Europa Clipper da NASA, que deve ser lançada entre 2022 e 2025. A sonda deve voar várias vezes perto da superfície da Europa e tentar detectar biomarcadores em jatos de gêiseres subindo da superfície do satélite.

Uma missão semelhante é proposta para ser enviada a Encélado, além disso, a NASA está considerando a possibilidade de uma missão Dragonfly para estudar a atmosfera, a superfície e os lagos de metano de Titã. No entanto, se o estudo de Lingam e Loube estiver correto, as chances dessas missões encontrarem sinais de vida nos mundos oceânicos do sistema solar serão bastante escassas. No entanto, como observaram os Lingams, eles ainda acreditam na necessidade de tais missões.


Imagem artística da missão da nave espacial Europa Clipper.

"Embora nosso modelo preveja que futuras missões espaciais para esses mundos tenham poucas chances de descobrir com sucesso vida extraterrestre, acreditamos que elas devam ser realizadas de qualquer maneira", disse ele. "Eles fornecerão uma excelente oportunidade para verificar e confirmar ou refutar as principais previsões do nosso modelo e coletar mais dados para melhorar nossa compreensão dos mundos oceânicos e seus ciclos biogeoquímicos".

Além disso, como Loub escreveu, este estudo se concentrou na vida de um gênero conhecido por nós. Se as missões a esses mundos puderem encontrar fontes de vida extraterrestre, isso significará que a vida pode aparecer com base em condições e elementos desconhecidos para nós. Nesse sentido, o estudo da Europa e de outros mundos oceânicos não é apenas desejável, mas também necessário.

"Nosso trabalho demonstra que um componente tão importante do tipo de vida que conhecemos como fósforo é rapidamente esgotado nos oceanos subterrâneos", disse ele. "Como resultado disso, a vida nos oceanos, que se acredita existir sob o gelo superficial da Europa ou Encélado, não será fácil." Se missões futuras confirmarem um baixo nível de fósforo, mas encontrarem vida nesses oceanos, aprenderemos sobre um novo caminho químico para a vida que não seja terrestre ".

Como resultado, os cientistas em busca da vida no universo precisam usar a abordagem de menor resistência. Até descobrirmos a vida fora da Terra, todas as nossas suposições razoáveis ​​serão baseadas em uma vida que existe em nosso planeta. Não consigo nem imaginar uma desculpa melhor para sair daqui e explorar o Universo!