A descoberta de oxigênio escuro em uma planície abissal no fundo do oceano gerou muito interesse. Essa fonte de oxigênio poderia sustentar vida nas profundezas do oceano? E se puder, o que isso significa para lugares como Encélado e Europa?
O que isso significa para nossa noção de habitabilidade?
O oxigênio é a chave para a vida complexa na Terraonde a fotossíntese gera a maior parte dela. Grande Evento de Oxigenação (GOE), que ocorreu há cerca de 2,5 bilhões de anos, levou ao desenvolvimento de vida complexa e característicasTerra para sempre. No GOE, o oxigênio era gerado por seres vivos.
Nossas noções de habitabilidade repousam na proximidade de um planeta com sua estrela, e parte disso é porque sabemos que o Sol impulsiona a vida na Terra ao permitir que a água permaneça líquida e fornecendo energia para os organismos. Mas o oxigênio escuro no fundo do oceano é estritamente abiótico, o que significa que nenhuma vida estava envolvida em sua produção e a luz solar não está envolvida.
Nos últimos anos, aprendemos que outros corpos do Sistema Solar, muito além da zona habitável circunstelar, podem ser habitáveis. As luas oceânicas geladas de Europa, Ganimedes e Encélado podem abrigar vastos oceanos quentes sob calotas de gelo frígidas. Se a Terra produz oxigênio escuro em seus fundos oceânicos, talvez esses mundos também o façam.
Uma nova pesquisa examina o oxigênio escuro da Terra e o que ele pode significar para a biologia aqui e em outros mundos. É intitulado “Moradores das profundezas: consequências biológicas do oxigênio escuro.” O autor principal é Manasvi Lingam do Departamento de Ciências Aeroespaciais, Físicas e Espaciais do Instituto de Tecnologia da Flórida. A pesquisa está aguardando revisão por pares.
O oxigênio escuro vem de depósitos de metais chamados nódulos polimetálicos. Esses nódulos geram eletricidade suficiente para impulsionar a eletrólise, que divide as moléculas de água e libera oxigênio. A quantidade de oxigênio não é grande, mas está lá, e é mensurável.
“A impressionante detecção recente de fontes de “oxigênio escuro” (O2 escuro) no fundo do oceano abissal no Pacífico a ~4 km de profundidade levanta o cenário intrigante de que vida complexa (ou seja, semelhante à animal) poderia existir em ambientes subaquáticos sem fotossíntese oxigenada”, escrevem os autores.
A quantidade de oxigênio escuro no oceano é pequena, o que limita o tamanho dos organismos. Os organismos usam oxigênio por difusão e circulação, e os níveis de oxigênio colocam restrições nos tamanhos de ambos os tipos.
Difusão é um processo simples no qual nutrientes, resíduos e água se difundem por algumas camadas de tecido. A circulação é mais complexa e envolve um coração bombeando fluido para as células de um organismo, entregando nutrientes e removendo resíduos. A quantidade de oxigênio ambiental coloca limites nos tamanhos de ambos os tipos de organismos.
“Os tamanhos máximos atingíveis por organismos unicelulares ou multicelulares idealizados (ou seja, limitados por processos de difusão interna ou externa) para as concentrações estimadas de O escuro2 pode ser ~ 0,1–1 mm”, escrevem os autores.
Para animais com sistemas circulatórios, o limite superior de tamanho é maior, mas ainda limitado.
“Em contraste, os limites de tamanho superior de organismos com sistemas de circulação interna para distribuição de oxigênio podem variar entre ~ 0,1 cm a ~ 10 cm, com o último limite caindo sob o guarda-chuva da “megafauna”, explicam os pesquisadores.
Além do tamanho dos organismos individuais, há a densidade geral da biomassa. Em um cenário otimista, os pesquisadores relatam que a densidade da biomassa pode exceder a densidade relatada. “Em circunstâncias otimistas, as densidades da biomassa podem atingir até ~ 3–30 gm?2excedendo em princípio as densidades de macrofauna relatadas em profundidades de ~ 4 km em pesquisas globais em águas profundas”, escrevem os autores.
Este trabalho inspira uma infinidade de perguntas. Sabemos que microrganismos em águas subterrâneas usam oxigênio escuro. Que tipos de microrganismos se adaptaram a esses ambientes de oxigênio escuro do oceano? O que em seu metabolismo permite que eles vivam lá? Organismos maiores se adaptaram a esses ambientes? Os organismos nesses ambientes desempenharam um papel na evolução da vida na Terra?
A descoberta também nos obriga a considerar suas implicações para a astrobiologia. Na Terra, planícies abissais do mar profundo representam cerca de 70% do fundo do oceano, tornando-os o maior ecossistema da Terra. Mesmo com uma baixa densidade de biomassa, a região é significativa.
Ao considerar a habitabilidade das luas oceânicas, estamos em desvantagem. Não sabemos como são os fundos marinhos nesses corpos. Na verdade, apesar de todo o entusiasmo, nem sabemos ao certo se essas luas têm oceanos. Também não sabemos se os oceanos, se algum deles existir, podem produzir nódulos polimetálicos que geram oxigênio escuro.
No entanto, há outras maneiras de gerar oxigênio escuro sem nódulos. Uma delas é a radiólise.
Radiólise é a quebra de moléculas por radiação ionizante, e há bastante disso nas proximidades de Júpiter. As naves espaciais avistaram O2 preso em bolhas em Europa, Ganimedes e Calisto. Isso significa que está disponível para a vida que pode existir em seus oceanos hipotéticos?
“A produção de oxidantes na superfície e sua entrega ao oceano podem efetivamente introduzir O2 para o último, mesmo sem fotossíntese”, explicam os autores. A camada de gelo de Europa não é toda gelo sólido. Os cientistas acham que o líquido salgado pode percolar através do gelo, e isso poderia potencialmente levar oxigênio escuro da superfície para o oceano.
Existe um terceiro caminho para o oxigênio escuro chamado dismutação microbiana. Embora seja biótico, não depende da fotossíntese. Pode ser uma fonte negligenciada de oxigênio.
As evidências que temos até agora dizem que mundos como a Terra são extremamente raros, enquanto ambientes como Europa podem ser generalizados. “Para encerrar nossa aventura preliminar neste assunto eclético, reiteramos nossa
declaração introdutória de que ambientes marinhos habitáveis implausíveis para a fotossíntese, especialmente em mundos gelados com oceanos subterrâneos, provavelmente estão disseminados no Universo”, escrevem os autores em sua conclusão.
“Portanto, se a produção de oxigênio escuro for viável e comum nessa classe de mundos – seja por meio da eletrólise da água do mar ou das duas rotas anteriores – então nossa análise pode encapsular amplamente as consequências profundas do oxigênio escuro para a prevalência da abiogênese, multicelularidade complexa e talvez até mesmo inteligência tecnológica no Cosmos”, explicam os autores.
O fato de que só agora descobrimos oxigênio escuro no fundo do oceano deveria nos fazer parar. Estamos descobrindo coisas sobre a natureza que podem ser críticas na busca por vida e mundos habitáveis. Se pudermos confirmar que as chamadas luas oceânicas realmente têm oceanos e que o oxigênio escuro é produzido ou transportado para esses oceanos, então temos que adaptar nosso pensamento sobre habitabilidade. A proximidade de uma estrela pode não ser crítica, o que simultaneamente ampliaria nossa compreensão e aprofundaria o mistério da vida no cosmos.
Essa é a parte intrigante da ciência. É parte igual de mistérios e respostas.
Fonte: InfoMoney
