Futuras missões a Marte podem querer cavar gelo em vez de rocha. Os cientistas dizem que micróbios antigos ou vestígios deles podem estar presos dentro de depósitos de gelo marcianos que foram preservados por dezenas de milhões de anos.
Pesquisadores do Goddard Space Flight Center da NASA e da Penn State recriaram condições semelhantes às de Marte em laboratório para testar a ideia. Eles descobriram que pedaços de aminoácidos da bactéria E. coli, se presos no permafrost ou nas calotas polares marcianas, poderiam sobreviver por mais de 50 milhões de anos, mesmo com radiação cósmica constante. As descobertas, publicadas na Astrobiology, sugerem que as missões de busca de vida em Marte deveriam favorecer o gelo puro ou o permafrost rico em gelo, em vez de se concentrarem principalmente em rochas, argila ou solo.
“Cinquenta milhões de anos é muito mais do que a idade esperada de alguns dos atuais depósitos de gelo na superfície de Marte, que muitas vezes têm menos de dois milhões de anos, o que significa que qualquer vida orgânica presente no gelo seria preservada”, disse o co-autor Christopher House, professor de ciências geográficas, afiliado do Hack Institute for Life Sciences e Institute for Earth and Environmental Systems e diretor do Penn State Consortium para ciência e tecnologia planetária e exoplanetária. “Isso significa que se houver bactérias perto da superfície de Marte, futuras missões serão capazes de encontrá-las”.
Modelagem de Marte e raios cósmicos em laboratório
O estudo foi liderado por Alexander Pavlov, um cientista espacial da NASA Goddard que recebeu seu doutorado em ciências geológicas pela Pensilvânia em 2001. A equipe selou a bactéria E. coli dentro de tubos de ensaio cheios de água gelada pura. Outras amostras foram combinadas com água e materiais comumente encontrados em sedimentos marcianos, incluindo rochas de silicato e argila.
As amostras congeladas foram colocadas em uma câmara gama no Centro de Ciência e Tecnologia de Radiação do Estado da Pensilvânia. A câmara foi resfriada a 60 graus Fahrenheit negativos para corresponder às temperaturas das regiões geladas de Marte. As bactérias foram então expostas a radiação equivalente a 20 milhões de anos de bombardeio de raios cósmicos na superfície marciana. As amostras foram então seladas a vácuo e enviadas de volta ao Goddard da NASA em condições frias para testes de aminoácidos. Os pesquisadores então simularam mais 30 anos de exposição à radiação, elevando o total para 50 milhões de anos.
Gelo puro protege moléculas orgânicas
Os resultados foram impressionantes. Na água gelada pura, mais de 10% dos aminoácidos, que são os blocos de construção das proteínas, sobreviveram a 50 milhões de anos de simulação completa. Em contraste, amostras misturadas com sedimentos semelhantes aos de Marte decaíram 10 vezes mais rápido e não sobreviveram.
Um estudo do mesmo grupo em 2022 descobriu que aminoácidos preservados em uma mistura de 10% de gelo de água e 90% de solo marciano decaíram mais rapidamente do que amostras contendo apenas sedimentos.
“Com base nos resultados do estudo de 2022, acreditava-se que o material orgânico no gelo ou na água se decomporia ainda mais rápido do que uma mistura de 10% de água”, disse Pavlov. “Assim, foi surpreendente descobrir que os materiais orgânicos incorporados apenas na água gelada se decompuseram a uma taxa muito menor do que as amostras contendo água e solo.”
Os pesquisadores acreditam que a quebra mais rápida das amostras misturadas pode ocorrer porque uma película fina se forma onde o gelo entra em contato com os minerais. Esta camada pode permitir que a radiação viaje mais livremente e danifique os aminoácidos.
“No gelo sólido, as partículas nocivas criadas pela radiação ficam congeladas no local e não podem atingir os compostos orgânicos”, disse Pavlov. “Estes resultados sugerem que o gelo puro ou regiões dominadas por gelo são locais ideais para procurar material biológico recente em Marte.”
Implicações para Europa e Encélado
A equipe também testou o material orgânico em temperaturas semelhantes às de Europa, a lua gelada de Júpiter, e de Encélado, a lua gelada de Saturno. A estas temperaturas ainda mais baixas, a deterioração abrandou ainda mais.
Pavlov disse que as descobertas são encorajadoras para a missão Europa Clipper da NASA, que estudará o manto de gelo e o oceano subterrâneo de Europa. Europa é a quarta maior das 95 luas de Júpiter. O Europa Clipper foi lançado em 2024 e está a viajar 2,8 mil milhões de quilómetros para chegar a Júpiter em 2030. A sonda realizará 49 sobrevoos próximos para determinar se o ambiente subterrâneo pode suportar vida.
Perfuração de gelo marciano
Quando se trata de Marte, o acesso ao gelo enterrado exigirá as ferramentas certas. A missão Mars Phoenix da NASA em 2008 foi a primeira a escavar e fotografar gelo no equivalente marciano do Círculo Polar Ártico.
“Marte tem muito gelo, mas a maior parte está logo abaixo da superfície”, disse House. “As missões futuras exigirão uma broca grande o suficiente ou uma pá poderosa para acessá-la, semelhante ao design e às capacidades do Phoenix.”
Além de House e Pavlov, a equipe de pesquisa incluiu Zhidan Zhang, tecnólogo de laboratório aposentado do Departamento de Ciências Geológicas da Pensilvânia, bem como Hannah McLain, Kendra Farnsworth, Daniel Glavin, Jamie Elcillo e Jason Dworkin da NASA Goddard.
O trabalho foi financiado pelo Programa de Financiamento para Cientistas Domésticos da Divisão de Ciência Planetária da NASA, por meio do Pacote Básico de Pesquisa Laboratorial do Goddard Space Flight Center.
