Futuras missões a Marte podem querer cavar no gelo em vez de na rocha. Cientistas afirmam que microbios antigos, ou vestígios deles, podem estar trancados dentro de depósitos de gelo marciano, preservados por dezenas de milhões de anos.
Pesquisadores do NASA Goddard Space Flight Center e da Penn State recriaram condições semelhantes às de Marte em laboratório para testar essa ideia. Eles descobriram que pedaços de aminoácidos da bactéria E. coli, se presos no permafrost marciano ou nas calotas polares, poderiam sobreviver por mais de 50 milhões de anos, mesmo sob radiação cósmica constante. As descobertas, publicadas na Astrobiology, sugerem que missões que buscam vida em Marte devem priorizar gelo puro ou permafrost rico em gelo, em vez de se concentrar principalmente em rochas, argila ou solo.
“Cinquenta milhões de anos são muito mais do que a idade esperada para alguns depósitos de gelo atuais na superfície de Marte, que frequentemente têm menos de dois milhões de anos, o que significa que qualquer vida orgânica presente dentro do gelo estaria preservada”, disse o coautor Christopher House, professor de geociências, afiliado aos Huck Institutes of the Life Sciences e ao Earth and Environment Systems Institute, e diretor do Penn State Consortium for Planetary and Exoplanetary Science and Technology. “Isso significa que, se houver bactérias na superfície de Marte, missões futuras podem encontrá-las.”
Simulando Marte e Radiação Cósmica em Laboratório
O estudo foi liderado por Alexander Pavlov, um cientista espacial do NASA Goddard que completou seu doutorado em geociências na Penn State em 2001. A equipe selou bactérias E. coli dentro de tubos de ensaio preenchidos com gelo de água pura. Outras amostras foram combinadas com água e materiais comumente encontrados em sedimentos marcianos, incluindo rochas e argilas à base de silicato.
As amostras congeladas foram colocadas em uma câmara de radiação gama no Radiation Science and Engineering Center da Penn State. A câmara foi resfriada a menos 60 graus Fahrenheit para igualar as temperaturas nas regiões geladas de Marte. As bactérias foram então expostas a uma radiação equivalente a 20 milhões de anos de bombardeio por raios cósmicos na superfície marciana. Depois, as amostras foram seladas a vácuo e enviadas de volta ao NASA Goddard em condições frias para testes de aminoácidos. Os pesquisadores então modelaram uma exposição adicional de 30 anos a radiação, totalizando 50 milhões de anos.
Gelo Puro Protege Moléculas Orgânicas
Os resultados foram impressionantes. No gelo de água pura, mais de 10% dos aminoácidos, que são os blocos de construção das proteínas, sobreviveram à simulação completa de 50 milhões de anos. Em contraste, amostras misturadas com sedimentos semelhantes aos de Marte se degradaram 10 vezes mais rápido e não sobreviveram.
Um estudo de 2022 da mesma equipe havia mostrado que aminoácidos preservados em uma mistura de 10% de gelo de água e 90% de solo marciano foram destruídos mais rapidamente do que amostras contendo apenas sedimentos.
“Com base nas descobertas do estudo de 2022, pensava-se que material orgânico em gelo ou água pura seria destruído ainda mais rapidamente do que a mistura de 10% de água”, disse Pavlov. “Portanto, foi surpreendente descobrir que os materiais orgânicos colocados apenas em gelo de água se degradam a uma taxa muito mais lenta do que as amostras contendo água e solo.”
Os pesquisadores acreditam que a degradação mais rápida nas amostras misturadas pode acontecer porque uma fina película se forma onde o gelo toca os minerais. Essa camada pode permitir que a radiação se mova mais livremente e danifique os aminoácidos.
“Enquanto no gelo sólido, partículas prejudiciais geradas pela radiação ficam congeladas no lugar e podem não conseguir alcançar os compostos orgânicos”, disse Pavlov. “Esses resultados sugerem que gelo puro ou regiões dominadas por gelo são um lugar ideal para procurar materiais biológicos recentes em Marte.”
Implicações para Europa e Encélado
A equipe também testou material orgânico a temperaturas semelhantes àquelas de Europa, uma lua gelada de Júpiter, e Encélado, uma lua gelada de Saturno. Nessas temperaturas ainda mais frias, a deterioração desacelerou ainda mais.
Pavlov disse que as descobertas são encorajadoras para a missão Europa Clipper da NASA, que estudará a camada de gelo e o oceano subterrâneo de Europa. Europa é a quarta maior das 95 luas de Júpiter. A Europa Clipper foi lançada em 2024 e está viajando 1,8 bilhão de milhas para chegar a Júpiter em 2030. A espaçonave realizará 49 sobrevoos próximos para determinar se os ambientes abaixo da superfície poderiam suportar vida.
Perfuração no Gelo Marciano
No que diz respeito a Marte, acessar o gelo enterrado exigirá as ferramentas certas. A missão Phoenix da NASA em 2008 foi a primeira a escavar e fotografar gelo no equivalente marciano do Círculo Ártico.
“Há muito gelo em Marte, mas a maior parte está logo abaixo da superfície”, disse House. “Missões futuras precisam de uma broca grande o suficiente ou de uma pá potente para acessá-lo, semelhante ao design e às capacidades da Phoenix.”
Além de House e Pavlov, a equipe de pesquisa incluiu Zhidan Zhang, um tecnólogo de laboratório aposentado do Departamento de Geociências da Penn State, junto com Hannah McLain, Kendra Farnsworth, Daniel Glavin, Jamie Elsila e Jason Dworkin, da NASA Goddard.
O trabalho foi financiado pelo Programa de Financiamento Interno da Divisão de Ciência Planetária da NASA, por meio do pacote de trabalho de Pesquisa Laboratorial Fundamental no Goddard Space Flight Center.
