A lua oceânica de Saturno, Encélado, está atraindo cada vez mais atenção na procura de vida no nosso Sistema Solar.
A maior parte do que sabemos sobre Encélado e o seu oceano coberto de gelo vem da missão Cassini. A Cassini encerrou a exploração do sistema de Saturno em 2017, mas os cientistas ainda estão trabalhando nos seus dados.
Novas pesquisas baseadas em dados da Cassini reforçam a ideia de que Encélado possui os produtos químicos necessários à vida.
Durante sua missão, a Cassini descobriu plumas de água semelhantes a gêiseres em erupção através da concha gelada de Encélado. Em 2008, a Cassini realizou um sobrevoo próximo e analisou as plumas com seu Cosmic Dust Analyzer (CDA).
O CDA mostrou que a água nas plumas continha uma mistura surpreendente de voláteis, incluindo dióxido de carbono, vapor de água e monóxido de carbono. Também encontrou vestígios de nitrogênio molecular, hidrocarbonetos simples e produtos químicos orgânicos complexos.
Mas os dados da Cassini ainda estão sendo analisados, mesmo seis anos depois de ter completado a sua missão e ter sido enviada para a destruição na atmosfera de Saturno. Um novo artigo intitulado “Observações da composição elementar de Encélado consistente com modelos generalizados de ecossistemas teóricos” apresenta algumas novas descobertas. O autor principal é Daniel Muratore, pós-doutorado no Instituto Santa Fe.
O trabalho centra-se na descoberta de amônia e fósforo inorgânico no oceano de Encélado. Os pesquisadores usaram teoria e modelagem ecológica e metabólica para entender como esses produtos químicos poderiam tornar Encélado propício à vida.
“Além de especular sobre concentrações limite de compostos bioativos para apoiar os ecossistemas, a teoria metabólica e ecológica pode fornecer uma lente interpretativa poderosa para avaliar se os ambientes extraterrestres são compatíveis com os ecossistemas vivos”, explicam os autores.
Um componente crítico da teoria ecológica é o índice de Redfield. Seu nome é uma homenagem ao oceanógrafo americano Alfred Redfield. Em 1934, Redfield publicou resultados mostrando que a proporção de carbono para nitrogênio e fósforo (C:N:P) era notavelmente consistente em toda a biomassa oceânica em 106:16:1. Outros investigadores descobriram que a proporção mudou ligeiramente dependendo da área e das espécies de fitoplâncton presentes. Trabalhos mais recentes refinaram a proporção para 166:22:1.
Os números exatos não são necessariamente o ponto crítico. A conclusão de Redfield é a parte vital. A proporção de Redfield mostra uma unidade notável entre a química dos seres vivos nas profundezas do oceano e o próprio oceano. Ele propôs que existe um equilíbrio entre a água do oceano e os nutrientes do plâncton baseado no feedback biótico. Ele descreveu uma estrutura química para nutrientes e vida simples.
“Qualquer que seja a sua explicação, a correspondência entre as quantidades de azoto e fósforo biologicamente disponíveis no mar e as proporções em que são utilizados pelo plâncton é um fenômeno do maior interesse”, disse Redfield na conclusão do seu artigo.
Então, como é que a descoberta de amônia e fósforo no oceano de Encélado se relaciona com o rácio de Redfield e o potencial biológico de Encélado?
A proporção de Redfield está espalhada por toda a Árvore da Vida na Terra. “Devido a esta aparente onipresença, o rácio de Redfield tem sido considerado uma assinatura alvo para a detecção astrobiológica de vida, especialmente em mundos oceânicos como Europa e Encélado”, escrevem os autores do novo artigo.
Quando se trata de vida, tudo o que precisamos é a Terra. Portanto, é sensato usar aspectos fundamentais da química da vida aqui na Terra como uma lente através da qual examinar outros mundos potenciais de suporte à vida.
A análise dos dados da Cassini a partir das plumas de Encélado mostra um elevado nível de fosfato inorgânico no oceano. Outras simulações geoquímicas baseadas nas descobertas da Cassini indicam o mesmo.
“Esses relatos de fósforo seguem os resultados de trabalhos anteriores, identificando numerosos constituintes elementares da vida terrestre (C, N, H, O) da pluma de Encélado”, explicam os autores.
Ainda mais análises sugerem que o oceano contém muitos dos produtos químicos comuns nos organismos vivos, como precursores de aminoácidos, amônio e hidrocarbonetos.
Portanto, o oceano de Encélado tem uma química rica e muitos produtos químicos refletem a composição química da vida. Em particular, existe uma hipótese emergente de que Encélado poderia apoiar a metanogênese.
As Archaea da Terra realizam metanogênese em uma ampla faixa de diferentes condições ambientais na Terra e têm feito isso há mais de três bilhões de anos, provando sua capacidade de sobrevivência. A modelagem bioquímica sugere que os metanógenos da Terra são compatíveis com o oceano de Encélado.
Os pesquisadores desenvolveram um modelo novo e mais detalhado para os metanógenos em Encélado para ver se conseguiriam sobreviver e prosperar lá. O modelo deles baseava-se fortemente no índice de Redfield. Eles descobriram que, embora o fósforo esteja presente em níveis elevados no oceano lunar, a proporção geral “pode ser limitante para células semelhantes às da Terra”.
“Estoques elevados desses nutrientes podem ser consistentes com uma redução incompleta devido a uma biosfera pequena ou metabolicamente lenta, uma biosfera com origem recente de vida”, ou outras razões que poderiam causar um desequilíbrio.
Então, onde ficam as perspectivas de vida em Encélado?
Estamos apenas no início da ciência da bioassinatura. Podemos identificar produtos químicos individuais, mas a esta grande distância não podemos medir com precisão a química geral de Encélado. Pesquisas mais recentes sobre bioassinaturas, incluindo este artigo, visam identificar como os processos biológicos reorganizam os elementos químicos de maneiras reveladoras. Ao observar ecossistemas inteiros, como fez Redfield, os cientistas podem descobrir novas bioassinaturas que sejam menos ambíguas.
Se conseguirmos fazer isso, poderemos descobrir que as formas de vida não-terrestres reorganizam os produtos químicos de maneiras totalmente diferentes.
Esta pesquisa faz parte de um novo esforço para detectar mais do que bioassinaturas químicas individuais, algumas das quais podem ser falsos positivos. O metano, por exemplo, pode ser uma bioassinatura, mas também pode ser produzido abioticamente. Existem outras, como a fosfina recentemente descoberta em Vénus.
Compreender os ecossistemas como um todo é o próximo passo. Há um número desconcertante de fatores a serem considerados. Tamanho celular, disponibilidade de nutrientes, radiação, salinidade, temperatura. E assim por diante. Mas para compreender o ambiente químico global em Encélado, Europa ou em qualquer outro lugar, precisamos de dados mais detalhados.
Felizmente, a ciência dos instrumentos continua a melhorar e as próximas missões à Europa começarão a traçar um quadro mais completo. Segundo os autores, o próximo passo requer dados mais completos e uma abordagem mais generalizada.
“Sugerimos duas prioridades para futuras pesquisas astrobiológicas para melhor compreender as implicações destas conclusões”, escrevem. “Primeiro, repetimos apelos anteriores na literatura de astrobiologia para explorar noções mais generalizadas de metabolismo e fisiologia.”
Eles também sugerem que procurar paralelos diretos com a vida terrestre na forma de bioquímica pode não ser a melhor estratégia para procurar vida em Encélado.
“Em segundo lugar, recomendamos alargar o âmbito dos ambientes análogos à Terra para incluir aqueles com rácios extremos de fornecimento de recursos que refletem os sugeridos para Encélado”, explicam.
A nossa compreensão da habitabilidade cresce gradativamente, como este estudo mostra claramente. Provavelmente não haverá momentos reveladores em que de repente entenderemos isso.
A natureza criou uma grande variedade de mundos, cada um com sua própria química. Embora usar ferramentas como a proporção de Redfield como lente seja uma maneira de observar esses mundos em toda a sua glória única, não podemos obter visão de túnel.
Embora muito do que a nossa imaginação sonha sobre a vida em outros mundos seja fantasioso e improvável, a vida poderia ter encontrado outro caminho em Encélado. Poderia haver diferentes maneiras pelas quais a vida existe e reorganiza os ambientes químicos.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
