Quais são os pré-requisitos planetários para a evolução de uma espécie inteligente e tecnológica? Se a humanidade vai procurar na galáxia exoplanetas com assinaturas de inteligência tecnológica – e estamos começando a fazer exatamente isso – em que tipos de planetas devemos nos concentrar: planetas com uma mistura de oceanos e terra? Com abundância de oxigênio? Com placas tectônicas? Campos magnéticos? Por outras palavras, que tipos de planetas conduzem ao desenvolvimento de uma civilização tecnológica de âmbito mundial?
Leia também Pesquisadores estudam tesouro incomum de metal romano descoberto nas Ilhas Britânicas
Esse foi exatamente o tipo de pergunta que o astrobiólogo italiano Amedeo Balbi e eu nos perguntamos há cerca de um ano. O artigo de pesquisa resultante foi publicado recentemente na Nature Astronomy e hoje quero descompactá-lo um pouco. Se estivermos certos, poderá haver grandes implicações sobre onde e quando a vida inteligente no Universo poderá se formar.
O “gargalo de oxigênio”
O artigo se chamava “O gargalo de oxigênio para as tecnosferas” e sua ideia era simples: para criar tecnologia avançada, você precisa ser capaz de aumentar a temperatura do material usado para fabricar essa tecnologia. Pense na metalurgia. Se você quiser construir algo como um radiotelescópio, precisará extrair do solo um monte de ferro, níquel, cobre e outras matérias-primas e depois aquecê-las. O calor é necessário para que os metais derretam e possam ser misturados para formar ligas ou moldados nos formatos necessários (como suportes ou fios). Obter altas temperaturas também pode ser importante para outras coisas além da metalurgia, já que até a capacidade de cozinhar alimentos tem sido implicada no desenvolvimento da inteligência humana (os nutrientes estão mais disponíveis nos alimentos cozinhados).
Então, o que é necessário para que uma espécie jovem e inteligente tenha acesso imediato a altas temperaturas? Uma resposta da história humana é queimar coisas (ou seja, combustão). Se criaturas inteligentes que estão começando a usar ferramentas tiverem acesso fácil à combustão, poderão subir mais facilmente a escada da sofisticação tecnológica.
Mas o que é então a combustão? Parece uma pergunta simples, mas foi necessário algum esforço para mim e minha relativa ignorância em química para realmente entendê-la. A combustão é basicamente uma reação química exotérmica que requer um combustível e um oxidante. O “eixo” aqui significa que uma vez aplicada uma faísca, as reações de combustão começam a liberar calor. As reações continuam até que o combustível ou o oxidante se esgotem. Há algum tempo escrevi um post inteiro sobre minha alegria em descobrir os detalhes da combustão, então não vou repetir tudo isso. O ponto principal de tudo isso é que o oxigênio acaba sendo o melhor oxidante geral. (Outros elementos, como o flúor, na verdade emitem mais energia na combustão, mas tendem a ser tão reativos que corroem tudo o que tocam.)
Foi esse simples fato, extraído da famosa tabela periódica que você leu no ensino médio, que nos levou a concluir que apenas planetas com oxigênio em sua atmosfera poderiam hospedar civilizações tecnológicas. A próxima questão é quanto oxigênio uma atmosfera precisa. Com base em experiências realizadas em disciplinas tão variadas como a engenharia de combustão até à biogeoquímica, descobrimos que uma atmosfera com menos de 18% de oxigênio não permitiria a combustão ao ar livre. Notavelmente, durante a maior parte dos 4,5 mil milhões de anos de história do nosso planeta, os níveis de oxigênio da Terra estiveram muito, muito abaixo dos 18%. Na verdade, apenas nos últimos 500 milhões de anos a atmosfera manteve oxigênio suficiente para que qualquer coisa queimasse livremente ao ar livre.
Por que isso importa? Imagine uma espécie jovem e inteligente em um mundo estranho com uma atmosfera com apenas 1% de oxigênio. Essas criaturas inteligentes que usam ferramentas nunca teriam a chance de ver uma árvore queimar depois de ser atingida por um raio e teriam a ideia de usar o fogo para seus próprios propósitos. Eles nunca teriam a oportunidade de aprender como o fogo poderia ser usado para cozinhar alimentos, limpar terras ou, o mais importante, derreter metais. A pobreza de oxigênio no ar provavelmente encarceraria essas criaturas para sempre, limitando seu desenvolvimento. Isso é o que o Prof. Balbi e eu queremos dizer com “gargalo de oxigênio”. O desenvolvimento tecnológico generalizado requer acesso simples e fácil a altas temperaturas e a combustão ao ar livre é a maneira mais simples e fácil de isso acontecer (seriam as aberturas vulcânicas, por exemplo, tão predominantes para permitir a evolução das indústrias?). É por isso que as atmosferas ricas em oxigênio são importantes. Os planetas com eles podem ser os únicos que hospedam inteligência e civilizações.
Mas quantos desses tipos de planetas com alto teor de oxigênio a galáxia contém? Se os números forem realmente pequenos, poderemos acabar sendo ricos em oxigênio, mas pobres em companhia.
Publicado em BigThink
