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Experimentos de laboratório que simularam até 50 milhões de anos de radiação cósmica sob temperaturas extremas indicam que gelo puro em Marte pode preservar biomoléculas por muito mais tempo do que solo, argila ou rochas, redirecionando estratégias de busca por vida
Um estudo conduzido por cientistas da NASA e da Universidade Estadual da Pensilvânia indica que biomoléculas intactas de microrganismos dormentes se decompõem muito mais lentamente quando preservadas em gelo de água pura, mesmo sob condições semelhantes às da superfície de Marte.
Ao reproduzir em laboratório temperaturas extremas e exposição contínua à radiação cósmica marciana, os pesquisadores demonstraram que fragmentos de moléculas formadoras de proteínas da bactéria E. coli podem sobreviver por períodos superiores a 50 milhões de anos quando aprisionados em gelo, especialmente em permafrost ou calotas polares marcianas.
Os resultados, publicados na revista Astrobiology, reforçam a hipótese de que microrganismos antigos, ou vestígios moleculares deles, ainda possam estar preservados no gelo de Marte, aguardando detecção por futuras missões científicas dedicadas à busca por vida no Planeta Vermelho.
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Gelo como ambiente prioritário na busca por vida marciana
O estudo sugere uma mudança de foco nas estratégias de exploração biológica em Marte, indicando que regiões dominadas por gelo puro ou permafrost rico em gelo oferecem maior potencial de preservação de compostos orgânicos do que áreas compostas por rochas, argila ou solo misto.
Segundo os pesquisadores, o ritmo de decomposição molecular observado no gelo puro é significativamente menor do que em ambientes onde água está misturada a sedimentos minerais.
Esse comportamento contraria hipóteses anteriores sobre a vulnerabilidade da matéria orgânica em gelo sob radiação intensa.
Christopher House, coautor do estudo e professor de geociências da Penn State, destacou que 50 milhões de anos superam amplamente a idade estimada de muitos depósitos de gelo próximos à superfície marciana, geralmente inferiores a dois milhões de anos, o que amplia as chances de preservação biológica.
De acordo com House, caso existam bactérias próximas à superfície de Marte, missões futuras equipadas para acessar o gelo poderão encontrá-las, desde que consigam alcançar essas camadas preservadas sob condições adequadas.
Simulação rigorosa da radiação e do frio de Marte
A equipe, liderada pelo cientista espacial Alexander Pavlov, do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, utilizou bactérias E. coli como modelo experimental para simular a estabilidade de biomoléculas sob condições marcianas extremas.
As amostras foram colocadas em tubos de ensaio selados, preenchidos com gelo de água pura. Outras amostras foram combinadas com água e materiais comuns em sedimentos marcianos, incluindo rochas ricas em silicatos e argila, para comparação direta entre os ambientes.
Após o congelamento, os tubos foram transferidos para uma câmara de radiação gama no Centro de Ciência e Engenharia da Radiação da Penn State, mantida a -60 graus Fahrenheit, temperatura semelhante à de regiões geladas de Marte.
As amostras foram expostas a uma dose de radiação equivalente a 20 milhões de anos de raios cósmicos na superfície marciana. Posteriormente, os pesquisadores modelaram mais 30 milhões de anos de exposição, totalizando uma simulação de 50 milhões de anos sob condições extremas.
Resultados indicam degradação muito mais lenta em gelo puro
Os resultados mostraram que, em amostras preservadas exclusivamente em gelo de água pura, mais de 10% dos aminoácidos da E. coli sobreviveram ao período simulado de 50 milhões de anos, um índice considerado significativo pelos pesquisadores.
Em contraste, amostras misturadas com sedimentos semelhantes aos de Marte apresentaram degradação cerca de dez vezes mais rápida, com destruição quase total dos aminoácidos ao longo do mesmo intervalo de tempo.
Um estudo anterior do grupo, publicado em 2022, já havia indicado que aminoácidos preservados em uma mistura de 10% de gelo e 90% de solo marciano eram destruídos mais rapidamente do que aqueles encontrados apenas em sedimentos, reforçando o papel do gelo puro como elemento protetor.
Segundo Pavlov, os novos resultados foram inesperados, já que se acreditava que a matéria orgânica em água ou gelo puro seria destruída mais rapidamente do que em misturas com solo.
O estudo revelou o oposto, mudando a compreensão sobre os mecanismos de degradação molecular em ambientes gelados.
Interação entre gelo e minerais pode acelerar a destruição
Os pesquisadores levantaram a hipótese de que a degradação mais rápida em amostras contendo sedimentos esteja relacionada à formação de uma fina película líquida nas interfaces entre o gelo e os minerais presentes no solo.
Essa película poderia permitir que partículas nocivas geradas pela radiação alcancem mais facilmente os aminoácidos, promovendo sua destruição acelerada. No gelo sólido, essas partículas permaneceriam imobilizadas, reduzindo o impacto sobre os compostos orgânicos.
De acordo com Pavlov, no gelo puro as espécies químicas reativas criadas pela radiação ficam congeladas e podem não conseguir migrar até os compostos orgânicos, retardando significativamente os processos de degradação molecular.
Esses achados reforçam a ideia de que regiões dominadas por gelo puro representam ambientes ideais para a busca por material biológico recente em Marte, especialmente em áreas próximas à superfície onde o gelo esteja protegido da mistura com minerais.
Implicações para luas geladas do Sistema Solar
Além de Marte, os cientistas também testaram a estabilidade de material orgânico em temperaturas semelhantes às encontradas em Europa, lua gelada de Júpiter, e em Encélado, lua gelada de Saturno.
Nessas condições ainda mais frias, a taxa de deterioração dos compostos orgânicos foi ainda menor, indicando que ambientes gelados no Sistema Solar externo podem preservar biomoléculas por períodos extremamente longos.
Os resultados são considerados encorajadores para a missão Europa Clipper, lançada em 2024, que viajará 2,9 bilhões de quilômetros até Júpiter, com chegada prevista para 2030.
A missão realizará 49 sobrevoos próximos de Europa, com o objetivo de avaliar se existem locais abaixo da superfície gelada capazes de abrigar vida, utilizando instrumentos projetados para investigar a estrutura do gelo e a composição do oceano subterrâneo.
Desafios técnicos para explorar o gelo em Marte
Em Marte, a exploração direta do gelo já foi iniciada pela missão Mars Phoenix, que em 2008 foi a primeira a escavar e fotografar gelo no equivalente marciano do Círculo Polar Ártico.
Segundo House, há grandes quantidades de gelo em Marte, mas a maior parte está localizada logo abaixo da superfície, exigindo equipamentos robustos para acesso direto a essas camadas preservadas.
Missões futuras, de acordo com o pesquisador, precisarão de brocas maiores ou pás mais potentes para alcançar o gelo de forma eficaz, seguindo princípios semelhantes aos adotados no projeto e nas capacidades técnicas da Phoenix.
Os resultados do estudo fornecem uma base experimental sólida para orientar essas missões, indicando onde procurar e quais ambientes oferecem maior probabilidade de preservação de biomoléculas antigas, mesmo após milhões de anos sob radiação intensa.
A pesquisa foi financiada pelo Programa de Financiamento Interno para Cientistas da Divisão de Ciências Planetárias da NASA e reforça o papel do gelo como arquivo natural da história biológica potencial de Marte, ampliando as perspectivas de descobertas futuras no planeta viznho do Sistema Solar.
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