Rowan Martindale, paleoecologista e geobióloga da Universidade do Texas em Austin, estava caminhando no Vale do Dades, no Alto Atlas Central de Marrocos, quando algo incomum chamou sua atenção e a fez parar.
Martindale e sua equipe de pesquisa, incluindo Stefan Bodin, da Universidade de Aarhus, exploraram o vale acidentado para estudar a ecologia dos antigos sistemas de recifes que existiam lá quando a área estava sob o oceano. Chegar a esses recifes exigiu atravessar múltiplas camadas de turbiditos, sedimentos formados por densos fluxos de detritos subaquáticos. Padrões de ondulação aparecem frequentemente nestes depósitos. No entanto, Martindale notou pequenas saliências e rugas sobrepostas às ondulações, o que parecia incomum.
“Enquanto subíamos estes turbiditos, olhei em volta e este avião com uma bela ondulação chamou-me a atenção”, diz Martindale. “Eu disse: ‘Stefan, você precisa voltar aqui. Estas são estruturas enrugadas!”
O que são estruturas de rugas
Estruturas de rugas são pequenas cristas e depressões que variam em tamanho de milímetros a centímetros. Eles se desenvolvem quando algas e comunidades microbianas crescem em esteiras no fundo arenoso do mar. Estas estruturas frágeis raramente são preservadas em raças mais jovens porque os animais frequentemente as perturbam e destroem. Como resultado, estruturas enrugadas são raras em rochas com menos de 540 milhões de anos, quando a vida animal se diversificou rapidamente e começou a agitar ativamente os sedimentos oceânicos.
Hoje, os cientistas comumente encontram estruturas enrugadas em ambientes rasos entre marés, onde a luz solar sustenta algas fotossintéticas.
Por que essas rugas não deveriam ser
As estruturas enrugadas que Martindale observou apareceram em rochas que se formaram muito abaixo da superfície do oceano. Os turbiditos onde foram encontrados foram depositados a uma profundidade de pelo menos 180 metros, demasiado profunda para a penetração da luz solar. Isso significava que as estruturas não poderiam ter se formado a partir das mesmas algas dependentes da luz solar que hoje criam padrões de rugas em áreas rasas.
Alegações anteriores de estruturas dobradas em depósitos turbidíticos em águas profundas também foram contestadas. Outra dificuldade foi a idade das rochas. Com cerca de 180 milhões de anos, formaram-se numa altura em que os animais perturbavam activamente o fundo do mar em todo o mundo, o que normalmente corrói as delicadas estruturas microbianas. Em outras palavras, as estruturas de rugas que Martindale viu não deveriam ter persistido.
Percebendo o quão incomum era a descoberta, ela decidiu verificar se sua primeira impressão estava correta.
“Vamos analisar todas as evidências que pudermos encontrar para garantir que se trata de estruturas enrugadas nos turbiditos”, diz Martindale, porque estruturas enrugadas, geralmente de origem fotossintética, “não deveriam estar neste cenário de águas profundas”.
Evidência de vida microbiana quimiossintética
A equipe de pesquisa examinou cuidadosamente as camadas rochosas circundantes e confirmou que os depósitos são de fato turbiditos. Eles então investigaram se as texturas incomuns eram de fato resultado de atividade biológica.
Um teste químico forneceu uma pista importante. O sedimento imediatamente abaixo das rugas continha níveis elevados de carbono, muitas vezes indicando uma origem biológica. A equipe também analisou ambientes oceânicos modernos para comparação. Imagens de veículos subaquáticos pilotados remotamente que sondam o fundo do mar muito abaixo da zona fótica mostraram que tapetes microbianos também podem se desenvolver ali, mas são produzidos por bactérias quimiossintéticas. Esses micróbios obtêm energia de reações químicas em vez da luz solar.
Como os micróbios do fundo do mar criaram rugas
Ao combinar observações geológicas, dados químicos e exemplos modernos das profundezas do oceano, os cientistas concluíram que descobriram estruturas quimiossintéticas de rugas preservadas no registo rochoso.
Os fluxos turbidíticos provavelmente desempenharam um papel crucial na criação das condições adequadas. Esses fluxos de detritos transportam nutrientes e material orgânico para águas profundas, ao mesmo tempo que reduzem os níveis de oxigênio nos sedimentos circundantes. Tais condições podem apoiar comunidades de bactérias quimiossintetizantes.
Durante os períodos de silêncio entre os fluxos de detritos, estas bactérias podem espalhar-se pelo fundo do mar e formar esteiras sobre os sedimentos. À medida que as esteiras crescem, desenvolvem os padrões de superfície enrugada que Martindale observou nas rochas de Marrocos. Na maioria dos casos, o fluxo subsequente de detritos leva embora o tapete, mas ocasionalmente a estrutura é enterrada e preservada.
Expandindo a busca pela vida antiga
Martindale espera agora realizar experimentos de laboratório para entender melhor como as estruturas enrugadas podem se desenvolver em um ambiente turvo. Ela também espera que a descoberta encoraje os cientistas a reconsiderar a suposição de longa data de que as estruturas enrugadas são criadas apenas por esteiras microbianas fotossintéticas.
Se as esteiras quimiossintéticas também puderem produzir essas características, os geólogos poderão começar a procurar estruturas enrugadas em ambientes anteriormente negligenciados na busca por vida antiga.
“As estruturas das rugas são evidências realmente importantes da evolução inicial da vida”, diz Martindale. Ao ignorar a sua possível presença nos turbiditos, “podemos estar a perder uma parte fundamental da história de vida microbiana”.
