Lua de Saturno tem todos os elementos para a vida

Novas análises dos dados da missão Cassini, encerrada em 2017, revelam a presença de compostos químicos essenciais para a existência de organismos vivos, incluindo amônia e fósforo, na lua de Saturno chamada Encélado. Esses achados levantam a possibilidade de formas de vida não terrestres dentro do nosso Sistema Solar.

O que você precisa saber:

• A maior parte do que sabemos sobre Encélado e seu oceano coberto de gelo vem da missão Cassini.
• A missão Cassini encerrou sua exploração do sistema de Saturno em 2017, mas os cientistas ainda estão analisando seus dados.
• Novas pesquisas com base nos dados da Cassini fortalecem a ideia de que Encélado possui os produtos químicos necessários para a vida.
• Uma pesquisa recente explora como a proporção de Redfield, um conceito fundamental na biologia marinha, se aplica a Encélado.
• Isto abre caminho para uma compreensão mais profunda do potencial biológico do satélite natural de Saturno.

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Descobertas da missão Cassini

Durante a missão, foram descobertas plumas semelhantes a gêiseres de água irrompendo pela camada de gelo de Encélado. Em 2008, a missão Cassini realizou uma passagem próxima e analisou as plumas com seu Analisador de Poeira Cósmica (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 foram encontradas pequenas quantidades de nitrogênio molecular, hidrocarbonetos simples e produtos químicos orgânicos complexos.

Mas os dados da Cassini ainda estão sendo analisados, mesmo seis anos após a conclusão de sua missão e sua destruição na atmosfera de Saturno. Um novo artigo intitulado Observations of Elemental Composition of Enceladus Consistent with Generalized Models of Theoretical Ecosystems (Observações da Composição Elemental de Encélado Consistente com Modelos Generalizados de Ecossistemas Teóricos, em tradução livre) apresenta algumas novas descobertas.

O trabalho, publicado no serviço de pré-impressão bioRxiv e liderado por Daniel Muratore do Instituto Santa Fé, se concentra na descoberta de amônia e fósforo inorgânico no oceano de Encélado. Os pesquisadores usaram teorias e modelagem ecológica e metabólica para entender como esses produtos químicos podem tornar Encélado propício à vida.

Além de especular sobre concentrações de compostos bioativos para apoiar ecossistemas, teorias metabólicas e ecológicas podem fornecer uma lente interpretativa poderosa para avaliar se os ambientes extraterrestres são compatíveis com ecossistemas vivos.

Trecho do artigo

A proporção de Redfield

Um componente crítico da teoria ecológica é a proporção de Redfield. Ela é nomeada em homenagem ao oceanógrafo americano Alfred Redfield. Em 1934, Redfield publicou resultados mostrando que a proporção de carbono para nitrogênio para fósforo (C:N:P) era surpreendentemente consistente em toda a biomassa oceânica, a 106:16:1.

Outros pesquisadores descobriram que a proporção variava ligeiramente dependendo da área e das espécies de fito plâncton presentes. Trabalhos mais recentes refinaram a proporção para 166:22:1.

Os números exatos não são necessariamente o ponto crítico. A proporção de Redfield mostra uma notável unidade entre a química dos seres vivos no oceano profundo e o próprio oceano. Ele propôs que existe um equilíbrio entre a água do oceano e os nutrientes do plâncton baseado em feedback biótico. Ele descreveu um quadro químico para nutrientes e vida simples.

“Seja qual for a sua explicação, a correspondência entre as quantidades de nitrogênio e fósforo biologicamente disponíveis no mar e as proporções em que são utilizados pelo plâncton é um fenômeno de grande interesse”, disse Redfield na conclusão de seu artigo.

Encélado e elementos para a vida

A proporção de Redfield é amplamente encontrada em toda a Árvore da Vida na Terra. “Devido a essa aparente ubiquidade, a proporção de Redfield tem sido considerada uma assinatura-alvo para detecção de vida astrobiológica, especialmente em mundos oceânicos como Europa e Encélado”, escrevem os autores do novo artigo.

Quando se trata de vida, tudo o que temos é a Terra. Portanto, faz sentido usar aspectos fundamentais da química da vida aqui na Terra como uma lente através da qual examinar outros mundos potencialmente favoráveis à vida. A análise dos dados da Cassini das plumas de Encélado mostra um alto nível de fosfato inorgânico no oceano. Outras simulações geoquímicas com base nas descobertas da Cassini indicam o mesmo.

Esses relatórios de fósforo seguem os passos de trabalhos anteriores identificando numerosos constituintes elementares da vida terrestre (C, N, H, O) na pluma de Encélado.

Trecho do artigo

Ainda mais análises sugerem que o oceano contém muitos dos produtos químicos comuns em organismos vivos, como precursores de aminoácidos, amônio e hidrocarbonetos.

Portanto, o oceano de Encélado possui uma química rica, e muitos produtos químicos refletem a composição química da vida. Em particular, há uma hipótese emergente de que Encélado poderia suportar a metanogênese.

Os organismos unicelulares do reino Archaea realizam a metanogênese em uma ampla variedade de condições ambientais na Terra e o fazem há mais de três bilhões de anos, provando sua sobrevivência. Modelagens bioquímicas sugere que as metanogênicas da Terra são compatíveis com o oceano de Encélado.

Os pesquisadores desenvolveram um novo modelo mais detalhado para metanogênicos em Encélado para ver se eles poderiam sobreviver e prosperar lá. Seu modelo se baseou fortemente na proporção de Redfield. Eles descobriram que, embora o fósforo esteja presente em níveis elevados no oceano da lua, a proporção geral “pode ser limitante para células semelhantes à Terra“.

“Estoques substanciais desses nutrientes podem ser consistentes com um esgotamento incompleto devido a um biosfera pequena ou metabolicamente lenta, uma biosfera com uma origem recente da vida”, ou outras razões que poderiam causar um desequilíbrio.

A vida fora da Terra

Pesquisas mais recentes de biossinais, incluindo este artigo, visam identificar como os processos biológicos reorganizam os elementos químicos de maneiras reveladoras. Ao observar ecossistemas inteiros, como Redfield fez, os cientistas podem descobrir novos biossinais menos ambíguos.

Esta pesquisa faz parte de um novo esforço para detectar mais do que apenas biossinais químicos individuais, alguns dos quais podem ser falsos positivos. Compreender ecossistemas como um todo é o próximo passo. Há uma quantidade desconcertante de fatores a serem considerados, como tamanho das células, disponibilidade de nutrientes, radiação, salinidade, temperatura, etc. Mas para entender o ambiente químico geral em Encélado, ou qualquer outro lugar, são necessários dados mais detalhados.

“Recomendamos duas prioridades para futuras pesquisas astrobiológicas para entender melhor as implicações dessas conclusões”, escrevem os autores. “Primeiro, ecoamos chamadas 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.