Até o início da década de 1990, ninguém suspeitava de quão ativa poderia ser a vida dos habitantes das profundezas da Terra. Os cientistas agora acreditam que os micróbios que vivem no subsolo podem ter ajudado a moldar continentes, liberar oxigênio e dar vida como a conhecemos. Atlantic Magazine explora como estudar esses microorganismos em nosso planeta pode ajudar a detectar vida no espaço, como Marte.
Eles vivem milhares de metros abaixo da superfície da Terra. Eles se alimentam de hidrogênio e emitem metano. E eles são capazes de mudar nosso mundo mais fundamentalmente do que podemos imaginar.
Alexis Templeton relembra 12 de janeiro de 2014 como o dia em que a água explodiu. Uma garrafa de vidro Pyrex que estava bem fechada e cheia de água explodiu como um balão.
Templeton dirigia seu Land Cruiser sobre a superfície acidentada e rochosa do Vale Wadi Lawayni, uma ampla faixa cortando as montanhas de Omã. Ela estacionou o carro em uma plataforma de concreto com vista para onde um poço de água havia sido recentemente perfurado. Templeton abriu a tampa deste poço e baixou a garrafa em suas profundezas sombrias, na esperança de obter amostras de água de uma profundidade de cerca de 260 metros.
O Vale Wadi Lavaini é cercado por picos rochosos de cor marrom chocolate, essas rochas são duras como cerâmica, mas são arredondadas e inclinadas, mais como tijolos antigos feitos de lama. Este fragmento do interior da Terra, do tamanho do estado de West Virginia, foi espremido para a superfície pela colisão de placas tectônicas há milhões de anos. Essas rochas exóticas - elas representam anomalias na superfície da Terra - fizeram Templeton vir para Omã.
Logo depois que ela levantou a garrafa de água das profundezas do poço, ela se abriu sob pressão interna. Água espirrou para fora das rachaduras e chiou como refrigerante. O gás que explodiu dentro dela não era dióxido de carbono, como nos refrigerantes, mas hidrogênio, um gás combustível.
Templeton é geobióloga da Universidade do Colorado em Boulder, e esse gás é de particular importância para ela. “Os organismos amam o hidrogênio”, diz ela. Ou seja, eles adoram comê-lo. Por si só, o hidrogênio não pode ser considerado evidência de vida. No entanto, isso sugere que as rochas abaixo da superfície da Terra podem ser exatamente onde a vida pode prosperar.
Templeton faz parte de um número crescente de cientistas que acreditam que as profundezas da Terra estão cheias de vida. De acordo com algumas estimativas, esta parte inexplorada da biosfera pode conter de um décimo a metade de toda a matéria viva na Terra.
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Cientistas descobriram micróbios que habitam rochas de granito a uma profundidade de cerca de dois quilômetros (6.000 pés) nas montanhas rochosas, bem como em rochas sedimentares marinhas que datam da época dos dinossauros. Eles até encontraram minúsculos seres vivos - vermes que se parecem com artrópodes camarões, rotíferos de barbatanas - nas minas de ouro da África do Sul, a uma profundidade de 340 metros (11 mil pés).
Nós, seres humanos, tendemos a ver o mundo como uma rocha sólida coberta por uma fina camada de vida. No entanto, para cientistas como Templeton, o planeta se parece mais com um círculo de queijo, cujas bordas densas são constantemente destruídas pelos micróbios que se multiplicam e vivem em suas profundezas. Essas criaturas comem dessas fontes que não só parecem intragáveis, mas também intangíveis - estamos falando sobre a decadência atômica de elementos radioativos, sobre o processo que ocorre como resultado da pressão das rochas à medida que elas afundam nas profundezas da Terra e sua decomposição, e mesmo, talvez, sobre terremotos.
Templeton veio para Omã para encontrar oásis de vida escondidos. O chiado do gás hidrogênio em 2014 foi uma prova importante de que ela estava no caminho certo. Por isso, Templeton e seus colegas voltaram a Omã em janeiro passado para perfurar um poço a uma profundidade de 400 metros (1.300 pés) e tentar encontrar os habitantes dessas profundezas.
Em uma noite quente de inverno, um barulho agudo ecoou nas extensões escaldadas pelo sol do vale de Wadi Lavaina. Uma escavadeira apareceu quase no centro deste vale. E na frente dele estava uma haste de perfuração capaz de girar a uma velocidade de várias revoluções por minuto.
Meia dúzia de pessoas com capacetes - a maioria trabalhadores indianos contratados por uma empresa local - operavam a plataforma. Templeton e meia dúzia de outros cientistas e alunos de pós-graduação estavam a vários metros de distância, à sombra de um dossel que balançava com a brisa suave. Todos eles, debruçados sobre as mesas, estudaram as amostras de rocha que os trabalhadores traziam para cima aproximadamente a cada hora.
Esta plataforma esteve em operação durante todo o dia, e as amostras de solo recebidas mudaram de cor conforme a profundidade aumentava. Os primeiros metros da rocha tinham uma tonalidade laranja ou amarela, indicando que o oxigênio da superfície havia transformado o ferro contido na rocha em minerais enferrujados. A 20 metros de profundidade, os vestígios de oxigénio desapareceram, as pedras escureceram para um rosa esverdeado com veios pretos.
"Uma pedra linda", disse Templeton, acariciando a superfície com a mão enluvada de látex. Seus óculos de proteção estavam levantados e repousando sobre cabelos lisos loiros escuros, revelando bochechas que haviam escurecido por anos de trabalho em navios, em ilhas tropicais, nas latitudes do Ártico e em outros lugares. “Espero ver mais desse tipo de material”, disse ela.
Essa pedra preto-esverdeada deu a ela um vislumbre de algo que é quase impossível de ver em outro lugar em nosso planeta.
Essas amostras de rocha, trazidas à superfície de grandes profundidades, revelaram-se ricas em ferro - ferro na forma de minerais que normalmente não sobrevivem na superfície da Terra. Esse ferro subterrâneo é tão reativo quimicamente que tende a se combinar tanto com o oxigênio que, ao entrar em contato com a água subterrânea, as moléculas de água se rompem. Ele retira oxigênio da água e deixa o hidrogênio para trás.
Os geólogos chamam esse processo de "serpentinização" por causa dos traços sinuosos de minerais pretos, verdes e brancos que deixa para trás. A serpentinização geralmente ocorre em locais inacessíveis aos humanos, incluindo a uma profundidade de vários milhares de metros sob o fundo do Oceano Atlântico.
E aqui, em Omã, as rochas localizadas nas profundezas da terra chegam tão perto da superfície que a serpentinização ocorre a apenas algumas centenas de metros sob os pés. O hidrogênio que destruiu a garrafa de água Tempelton em 2014 foi um pequeno exemplo do processo de serpentinização; um poço de água perfurado há vários anos nesta região produziu tanto hidrogênio que houve até a ameaça de uma explosão e, como resultado, o governo foi forçado a concretar com urgência.
O hidrogênio é uma substância especial. Ele tem sido usado como um dos propelentes para lançar a espaçonave Apollo e os ônibus espaciais em órbita, e é um dos elementos mais ricos em energia que ocorrem naturalmente na Terra. Isso o torna um alimento importante para os micróbios que existem abaixo da superfície da Terra.
Fragmentos de rocha destinados a pesquisas geológicas.
No total, os micróbios que vivem sob as montanhas no leste de Omã podem consumir toneladas de hidrogênio todos os anos, resultando em uma combustão lenta e controlada do gás, precisamente controlada por enzimas dentro de suas células cheias de água.
No entanto, o hidrogênio é apenas metade da equação da vida - para produzir energia a partir do hidrogênio, os micróbios precisam de outra coisa para queimá-lo, assim como a raça humana é forçada a respirar oxigênio para processar alimentos. A principal tarefa de Templeton é precisamente entender com o que os micróbios "respiram" em tal profundidade sob a Terra, onde não há oxigênio.
Às duas horas da tarde, uma picape surrada segue para o local de perfuração ao longo de uma estrada empoeirada e lamacenta. Atrás dele estão - estritamente um após o outro - seis camelos, suas cabeças balançando ao vento. Estes são animais locais, eles estão amarrados com coleiras curtas, e estão se dirigindo para um novo pasto localizado em algum lugar deste vale.
Templeton, esquecendo-se dos camelos, gritou de repente, sem esconder sua excitação: "Ouro!" Ela apontou para uma amostra de solo sobre a mesa, bem como um pequeno aglomerado de cristais de metal amarelo. Sua forma cúbica ajudou a entender sua pequena piada: esses cristais não eram ouro de verdade, mas o ouro dos tolos, também chamado de pirita de ferro.
A pirita de ferro é composta por ferro e enxofre, e este é um dos minerais, também denominado "biogênico": sua formação às vezes está associada à atividade de micróbios. Os próprios cristais podem ser formados a partir dos resíduos que as células microbianas "exalam". Portanto, a pirita pode ser um subproduto do metabolismo microbiano, uma possibilidade que Templeton chama de "bela".
De volta a sua casa no Colorado, ela dará a esses cristais a mesma atenção que um arqueólogo dedicaria a uma pilha de lixo da Roma Antiga. Ela os cortará em pedaços transparentes e os examinará ao microscópio. Se a pirita é realmente um produto de células vivas, então os micróbios "provavelmente podem estar enterrados em minerais". Ela espera encontrar seus corpos fossilizados.
Até o início da década de 1990, ninguém suspeitava de quão ativa poderia ser a vida dos habitantes das profundezas da Terra. A primeira evidência foi encontrada na rocha abaixo do fundo do mar.
Os geólogos notaram há muito tempo que os gases vulcânicos encontrados nas rochas basálticas escuras estão milhares de metros abaixo do nível do fundo do mar, que geralmente apresenta depressões microscópicas e túneis. “Não tínhamos ideia de que poderia ser biológico”, diz Hubert Staudigel, vulcanologista do Instituto Scripps de Oceanografia em La Jolla, Califórnia.
Em 1992, um jovem cientista chamado Ingunn Thorseth, da Universidade de Bergen, na Noruega, sugeriu que essas depressões são o equivalente geológico da cárie dentária - micróbios a embutiram no vidro vulcânico consumindo átomos de ferro. Na verdade, Thorset descobriu o que poderia ser confundido com células mortas dentro dessas depressões nas rochas coletadas a novecentos metros abaixo do fundo do mar.
Quando essas descobertas foram publicadas, a Templeton ainda não estava trabalhando no campo. Ela obteve seu mestrado em geoquímica em 1996 e depois foi trabalhar no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, na Califórnia, onde estudou a rapidez com que os micróbios comem combustível de aviação no solo em uma antiga base naval dos Estados Unidos. Alguns anos depois, para sua tese de doutorado na Universidade de Stanford, ela estudou como os micróbios subterrâneos metabolizam chumbo, arsênico e outros poluentes durante o metabolismo.
Em 2002, ela mudou-se para o Laboratório Scripps para trabalhar com o Professor de Biologia, Bradley Tebo, e Staudigel, para estudar problemas semelhantes, nomeadamente como os micróbios vivem no ferro e outros metais no vidro de basalto encontrado no fundo do mar.
Em novembro daquele ano, no convés traseiro de um navio de pesquisa no centro do Oceano Pacífico, ela subiu por uma escotilha no submersível Pisces-IV do tamanho de um carro e mergulhou no fundo do mar. Terry Kerby, um piloto do Laboratório de Pesquisa do Fundo Marinho do Havaí, apontou a nave para a encosta sul do Monte Submarino Loihi, um vulcão subaquático perto da Grande Ilha do Havaí.
A 1.700 metros (5.600 pés), o holofote do submarino mal iluminou a estranha paisagem subaquática - uma mistura confusa do que parecia ser sacos de lixo bem embalados empilhados em uma bagunça em uma pirâmide. Essas chamadas almofadas de basalto formaram-se ao longo dos séculos à medida que a lava, vazando por rachaduras, colidia com a água do mar, depois do que esfriava rapidamente, transformando-se em pedras lisas. Templeton estava deitada de lado no banco, tremendo de frio, observando através do vidro grosso enquanto Kirby cortava pedaços de basalto com um braço mecânico. Oito horas após o início do mergulho no fundo do oceano, eles voltaram à superfície com cinco quilos de rocha.
No mesmo ano, ela e Stuadigel visitaram o vulcão Kilauea no Havaí, na esperança de coletar vidro vulcânico livre de micróbios que pudessem comparar com amostras coletadas do fundo do oceano. Calçando botas pesadas, eles não chegaram ao fluxo de lava e caminharam sobre a crosta petrificada, que tinha apenas alguns centímetros de espessura. Staudigel encontrou um local onde a lava laranja derretida rompeu a crosta solidificada resultante. Ele pegou um pedaço de lava quente com uma barra de metal - parecia mel quente e pegajoso - e o colocou em um balde d'água. A água ferveu com um assobio e barulho, e depois de um tempo a lava endureceu, transformando-se em vidro.
De volta ao laboratório, Templeton isolou dezenas de cepas bacterianas que absorvem ferro e manganês de rochas no fundo do mar. Junto com seus colegas, ela derreteu novamente o vidro estéril do vulcão Kilauea em uma fornalha, adicionou várias quantidades de ferro e outros nutrientes a ele e desenvolveu cepas bacterianas deles. Ela usou as técnicas mais avançadas, incluindo raios-X, e observou com deleite as bactérias reciclando minerais.
“Todo o meu porão estava cheio de rochas basálticas levantadas do fundo do mar, porque eu simplesmente não podia recusá-las”, ela me disse um daqueles dias em que não havia perfuração.
No entanto, essas amostras de rocha, assim como as bactérias que se alimentavam delas, tinham, do ponto de vista de Templeton, uma grande desvantagem - foram retiradas do fundo do mar, onde a água já contém oxigênio.
O oxigênio faz parte de todos os seres vivos da Terra - de porcos-da-terra e minhocas a águas-vivas; nossa atmosfera e a maioria dos oceanos estão cheios dela para redistribuição. No entanto, a Terra teve tanto oxigênio por apenas um pequeno período de sua história. Mesmo hoje, vastas partes da biosfera do nosso planeta nunca encontraram oxigênio. Basta mergulhar alguns metros no solo e não haverá mais oxigênio. Em qualquer outro lugar do sistema solar, incluindo Marte, onde possa existir vida, você não encontrará oxigênio.
Enquanto Templeton estudava a biosfera profunda da Terra, ela também se interessou pela questão da origem da vida em nosso planeta e em outros lugares do sistema solar. Explorar o espaço subterrâneo pode fornecer um vislumbre desses lugares e tempos separados, mas isso só será possível se ela puder ir mais fundo, além do alcance do oxigênio.
As montanhas de Omã pareciam ser o local ideal para esse tipo de exploração. Essa imensa massa rochosa, gradativamente sujeita à serpentinização, possui em seu interior locais privados de oxigênio, além de compostos de ferro quimicamente ativos, que, segundo os cientistas, estão localizados nas profundezas da Terra.
Templeton e vários outros pesquisadores da biosfera profunda estiveram envolvidos em outro grande projeto nos estágios iniciais de planejamento, o Projeto de Perfuração de Omã.
O projeto está sendo liderado por Peter Kelemen, geólogo do Observatório Terrestre Lamont-Doherty, com sede em Nova York. Ele tem sua própria missão - as rochas profundas de Omã interagem não apenas com oxigênio e água, mas também com dióxido de carbono, ao mesmo tempo que espreme gás na atmosfera e o encerra em minerais carbonáticos - este processo, se os cientistas puderem entendê-lo, ajudará a humanidade a reduzir emissão de dióxido de carbono na atmosfera.
Kelemen esteve presente durante a perfuração em Wadi Lavaini em janeiro de 2018. Ele estava confiante de que evidências de vida seriam descobertas. Essas rochas se formaram originalmente em temperaturas acima de 980 graus Celsius (1800 graus Fahrenheit). No entanto, eles esfriaram rapidamente e hoje a temperatura na camada superior, que tem cerca de 500 metros de profundidade, é de cerca de 30 graus Celsius (90 graus Fahrenheit). Essas rochas "não eram quentes o suficiente para matar todos os micróbios desde o Cretáceo" - a era dos dinossauros.
Às três horas da tarde, meia dúzia de tripulantes se reuniram na plataforma de petróleo para uma espécie de ritual que todos aguardam com intensa atenção.
Uma nova parte do núcleo, recém-retirada do poço perfurado, é baixada sobre o cavalete. Estamos falando de um cilindro de pedra de três metros de altura - corresponde aproximadamente em espessura à extremidade espessa de um taco de beisebol e está localizado em um cilindro de metal.
Os trabalhadores levantaram uma das pontas do tubo. E o núcleo escorregou para fora - junto com o líquido preto e pegajoso. Lama negra e espessa se espalhou pelo chão. O núcleo extraído do solo foi totalmente coberto com esta substância.
“Ai, meu Deus”, alguém disse. - Uau . Todos ao redor estavam sussurrando.
Um dos trabalhadores limpou o caroço extraído, após o que pequenas bolhas começaram a se formar em sua superfície lisa e brilhante, como em óleo fervente. Esta amostra de rocha, não afetada pela pressão que experimentou no subsolo, liberou gases bem diante de nossos olhos, e suas bolhas vazaram pelos poros da rocha. O cheiro de esgoto e borracha queimando começou a se infiltrar no ar - o cheiro que os cientistas presentes identificaram imediatamente.
“É uma rocha muito viva”, disse Templeton.
"Sulfeto de hidrogênio", disse Kelemen.
O sulfeto de hidrogênio é um gás que se forma nos esgotos, nos intestinos e também - agora obviamente - no subsolo de Omã. É produzido por micróbios que vivem na ausência de oxigênio. Privados desse gás vital, eles fazem um truque que os animais que vivem na superfície do planeta não são capazes de fazer - eles começam a respirar outra coisa. Em outras palavras, eles queimam seus alimentos usando outros produtos químicos encontrados no subsolo.
Parte do núcleo elevado à superfície foi perfurado com listras de pedra laranja-canela - é assim que os lugares através dos quais a lava quente derramada por rachaduras profundas na superfície da Terra há milhões de anos foram marcados, e naquele momento essa rocha estava nas entranhas da Terra a uma profundidade de vários quilômetros …
Esses vestígios de magma fossilizado gradualmente deram seus constituintes químicos às águas subterrâneas - incluindo moléculas chamadas sulfatos, que são formadas por um átomo de enxofre ligado a quatro átomos de oxigênio. Aparentemente, os micróbios usaram essas moléculas para digerir o hidrogênio, disse Templeton. “Eles comem hidrogênio e expelem sulfato.” E então eles ainda liberam seus gases.
O sulfeto de hidrogênio não tem apenas um odor forte e desagradável. Também é tóxico. Portanto, os próprios micróbios que o produzem correm o risco de serem envenenados à medida que se acumula no subsolo. Como conseguem evitar o envenenamento? Mais uma vez, a rocha nos fornece a resposta.
A perfuração continuou nos próximos dias, mas a lama preta gradualmente desapareceu. Cada novo núcleo trazido à superfície estava seco e sem cheiro. No entanto, a própria rocha mudou - seu mosaico em forma de veia e serpentina escureceu, e seus tons principais eram cinza e preto, e ela começou a se parecer com uma saia xadrez mergulhada em tinta.
“Todo esse escurecimento é um bioproduto”, disse Templeton uma noite, enquanto ela e seu colega Eric Ellison estavam em um trailer de laboratório carregado de instrumentos, embalando amostras de rocha para enviar para casa. Algumas das pedras estavam em caixas lacradas de acrílico, e Ellison as movia usando luvas colocadas nas caixas das máquinas - tudo isso dava a impressão de que havia algo sinistro nas amostras de rocha coletadas. No entanto, essa precaução não se destina a proteger a pessoa; isso foi feito para privar micróbios sensíveis do contato com o oxigênio.
Templeton acreditava que esses micróbios tinham efeito em amostras recentes de rochas - o sulfeto de hidrogênio que eles exalaram reagiu com a rocha para criar sulfeto de ferro, um mineral negro inofensivo. A pirita que vimos antes também é composta de ferro e enxofre e poderia ter se formado da mesma maneira.
Esses minerais negros são mais do que raridades acadêmicas. Eles fornecem um vislumbre de como os micróbios não só foram capazes de sobreviver na crosta terrestre, mas também de alterá-la e, em alguns casos, até criar minerais que não existem em outros lugares.
Alguns dos depósitos mais ricos de ferro, chumbo, zinco, cobre, prata e outros metais foram formados quando o sulfeto de hidrogênio colidiu com os metais que estavam no subsolo. Esses sulfetos capturaram esses metais e, por concentração, os transformaram em minerais, que se formaram ao longo de milhões de anos - até serem trazidos à superfície pelos mineiros. O sulfeto de hidrogênio que formou esses minérios era frequentemente de origem vulcânica, mas em alguns casos era formado por micróbios.
Robert Hazen, mineralogista e astrobiólogo do Carnegie Center em Washington, DC, acredita que mais da metade dos minerais deve sua existência a formas de vida - raízes de plantas, corais, diatomáceas e até micróbios subterrâneos. Ele está até pronto para sugerir que os sete continentes de nosso planeta devem sua existência em parte aos micróbios que comem as rochas.
Quatro bilhões de anos atrás, a Terra não tinha uma terra permanente - apenas alguns picos vulcânicos elevando-se sobre o oceano. No entanto, os micróbios do fundo do mar ajudaram a mudar essa situação. Eles atacaram depósitos basálticos da mesma maneira que fazem hoje, convertendo vidro vulcânico em minerais de argila. E depois de amolecer, tornam-se novamente sólidos, transformando-se em novas rochas - em um material mais leve e maleável que o resto do planeta: o granito.
Esses granitos leves coalesceram e se elevaram acima da superfície do oceano, criando assim continentes permanentes. Aparentemente, esse processo, você até certo ponto, ocorreu sem a ajuda de micróbios, mas Hazen acredita que eles o aceleraram. “Você pode imaginar micróbios criando um equilíbrio”, diz ele. "Argumentamos que os micróbios desempenharam um papel fundamental."
O surgimento da terra tem um impacto significativo na evolução da Terra. Rochas sob a influência do ar entraram em colapso mais rápido, liberando nutrientes como molibdênio, ferro e fósforo no oceano. Esses nutrientes promoveram o crescimento de algas fotossintéticas que absorvem dióxido de carbono e liberam oxigênio. Cerca de dois bilhões de anos atrás, os primeiros vestígios de oxigênio apareceram na atmosfera terrestre. 550 milhões de anos atrás, os níveis de oxigênio finalmente atingiram os níveis necessários para sustentar os animais primitivos.
A quantidade abundante de água na Terra, bem como sua remoção ideal do Sol, tornavam-na uma incubadora promissora para a vida. No entanto, sua transformação em um paraíso para animais sencientes e respiradores de oxigênio nunca foi garantida. Os micróbios podem ter levado nosso planeta a um ponto de inflexão invisível - a formação de continentes, oxigênio e a formação da vida como a conhecemos.
E ainda hoje, os micróbios continuam a fazer e refazer nosso planeta por dentro.
Em alguns aspectos, os micróbios subterrâneos se assemelham à civilização humana, onde “cidades” são formadas nas encruzilhadas. Em Omã, um próspero oásis de micróbios negros e cheirosos foi localizado a uma profundidade de 30 metros, perto da interseção de várias grandes rachaduras na rocha - esses são os canais que permitiram que hidrogênio e sulfatos vazassem de várias fontes.
Elisabetta Mariani, geóloga estrutural da Universidade de Liverpool, na Inglaterra, passou muitos dias sob uma tenda, consertando essas rachaduras nas rochas. Uma manhã, ela me chamou para me mostrar algo especial - um rasgo que corria diagonalmente ao longo do núcleo, e lá você podia ver duas superfícies de rocha perfuradas com camadas de serpentina verde e amarela tão finas quanto uma folha de papel.
"Você vê esses sulcos?" ela perguntou em inglês com um sotaque que traiu seu italiano nativo, e apontou para rachaduras em duas superfícies serpentinas. Eles testemunharam que esta não era apenas uma fratura passiva - era uma falha ativa. “Dois blocos de rocha se moveram, tocando-se, naquela direção”, disse ela, apontando para os sulcos.
Tullis Onstott, geólogo da Universidade de Princeton que não está envolvido com o projeto de perfuração em Omã, acredita que essas fraturas ativas podem não apenas fornecer caminhos para os alimentos se moverem para o subsolo - elas podem ter produzido alimentos. Em novembro de 2017, Onstott e seus colegas começaram uma experiência ousada. Eles começaram seu trabalho em um túnel a uma profundidade de 2.500 metros na mina de ouro Moab Khotsong na África do Sul e de lá perfurou um novo poço na direção de uma falha que estava mais 800 metros mais profunda. Em 5 de agosto de 2014, um terremoto de magnitude 5,5 ocorreu nesta falha. Onstott esperava, dessa forma, testar a ideia provocativa de que terremotos poderiam fornecer alimento para a biosfera profunda.
Os cientistas notaram há muito tempo que o gás hidrogênio está vazando de grandes falhas, incluindo as de San Andreas, na Califórnia. Parte desse gás é uma reação química - minerais de silicato que se quebram durante um terremoto reagem com a água e liberam hidrogênio como subproduto. Para os micróbios próximos à fenda, esse tipo de reação pode levar a algo como uma explosão de energia periódica associada a uma grande ingestão de açúcar.
Em março de 2018, quatro meses após o início da perfuração na mina Moab-Hotsong, os trabalhadores trouxeram um núcleo à superfície que cruzou a falha.
A rocha ao longo da falha foi “bastante destruída”, diz Onstott - uma dúzia de fraturas paralelas podiam ser vistas no núcleo. A superfície de algumas dessas rachaduras transformou-se em argila quebradiça, cujos riscos indicavam terremotos recentes. Outras rachaduras eram preenchidas com veios de quartzito branco, o que denotava fraturas mais antigas que se formaram milhares de anos antes.
Onstott está atualmente procurando células fossilizadas nesses veios de quartzito, e também está analisando a rocha em busca de DNA, esperando assim estabelecer quais bactérias estão vivendo nesta fenda, se houver.
Além disso, ele e seus colegas - e mais importante - deixaram os orifícios abertos e estão monitorando água, vidro e micróbios na própria falha e colhendo novas amostras toda vez que houver um segundo terremoto. “Nesse caso, é possível ver se o vidro se solta ou não”, diz ele, “e também se há alguma mudança na comunidade microbiológica por conta do consumo de gás”.
Enquanto Onstott aguarda esses resultados, ele também pondera sobre uma possibilidade mais radical: essas bactérias profundamente arraigadas não apenas se alimentam dos efeitos dos terremotos, mas podem causá-los. Em sua opinião, quando os micróbios começam a atacar o ferro, o manganês e outros elementos dos minerais que aparecem ao longo das linhas de fratura, eles podem enfraquecer a rocha - e preparar essas fraturas para a próxima grande mudança. Investigar essa possibilidade envolve a realização de experimentos de laboratório para descobrir se as bactérias nesses intervalos são realmente capazes de quebrar os minerais com rapidez suficiente para afetar a atividade sísmica. Com uma subestimação característica da importância do cientista, ele pensa sobre o próximo trabalho: "Esta é uma hipótese razoável o suficiente para testá-la."
Em 30 de janeiro, a plataforma de perfuração em Wadi Lavaini atingiu 60 metros. Seus motores rugiam ao som de fundo enquanto Templeton e seu colega Eric Boyd estavam sentados em cadeiras de campo sob uma acácia. Ao lado deles havia sinais de outros viajantes em férias nesta ilha de sombras, rara na área - excrementos de camelo, lisos e redondos como ameixas coriáceas.
“Acreditamos que o meio ambiente é essencial para a compreensão das origens da vida”, disse Boyd, geobiólogo da Montana State University em Bozeman. Em sua opinião, é isso que faz com que ele e Templeton estudem as rochas profundas de Omã. “Amamos o hidrogênio”, diz ele.
Tanto Boyd quanto Templeton acreditam que a vida na Terra se originou em um ambiente semelhante ao que existe vários metros abaixo de suas cadeiras dobráveis. De acordo com eles, o berço da vida está nas fendas abaixo da superfície da Terra, onde minerais ricos em ferro extraem o hidrogênio de si mesmos após o contato com a água.
De todos os combustíveis químicos que existiam na Terra há quatro bilhões de anos, o hidrogênio parece ser um dos elementos mais fáceis para o metabolismo de células precoces e ineficientes. O hidrogênio não foi produzido apenas por serpentinização, mas também - como é hoje - a partir da decomposição radioativa de elementos como o urânio, que continuamente decompõe as moléculas de água na rocha circundante. O hidrogênio é tão instável que tende a se decompor tanto que pode ser digerido até mesmo por oxidantes leves como dióxido de carbono ou enxofre puro. Um estudo do DNA de milhões de sequências de genes sugere que o precursor da vida na Terra - o "último ancestral comum universal" - pode ter usado hidrogênio como alimento e o queimado com dióxido de carbono. Mesmo,provavelmente é possível dizer sobre a vida em outros mundos.
Minerais contendo ferro aqui em Omã são freqüentemente encontrados no sistema solar, assim como o processo de serpentinização. A sonda espacial Orbiter, que atualmente orbita Marte, descobriu minerais serpentinos na superfície de Marte. A nave Cassini encontrou evidências químicas de serpentinização contínua nas profundezas de Enceladus, a lua de Saturno coberta de gelo. Minerais semelhantes à serpentina também foram encontrados na superfície de Ceres, um planeta anão cuja órbita se situa entre as órbitas de Marte e Júpiter. Serpentinas já foram encontradas até em meteoritos, em fragmentos de planetas embrionários que existiam há 4,5 bilhões de anos, ou seja, justamente na época do nascimento da Terra, e isso pode significar que o berço da vida, de fato, existia antes da formação do nosso planeta.
O hidrogênio - a fonte de energia para a vida nascente - foi encontrado em todos esses lugares. Ele ainda pode ser produzido em todo o sistema solar.
As conclusões de Boyd são de tirar o fôlego.
“Se você tem esse tipo de rocha, e a temperatura é comparável à da Terra, e se você ainda tem água líquida, quão inevitável você acha que a vida é?” Ele pergunta. "Pessoalmente, tenho certeza que é inevitável."
Encontrar a vida será um desafio. Com a tecnologia existente, uma espaçonave enviada a Marte pode fazer um buraco a apenas alguns metros de profundidade em superfícies hostis. Essas rochas superficiais podem conter vestígios de vidas passadas - talvez as fundações secas de células marcianas presas em túneis microscópicos que roeram os minerais - mas qualquer microrganismo vivo provavelmente terá várias centenas de metros de profundidade. Templeton está tentando encontrar vestígios de uma vida passada - e também separar esses sinais daquelas coisas que não foram afetadas pela vida - e tem feito isso desde o momento em que examinou o vidro de basalto no fundo do mar, há 16 anos.
“Meu trabalho é encontrar impressões biológicas”, diz ela. Ela usa as mesmas ferramentas para estudar amostras trazidas de Omã e para estudar vidro. Ela filma as superfícies dos minerais com raios-X para entender como os micróbios modificam os minerais. Ela também quer entender: eles os deixam no lugar? Ou eles os corroem? Ao estudar quais micróbios vivos absorvem minerais, ela espera encontrar uma maneira confiável de identificar os mesmos traços químicos de absorção em rochas extraterrestres que não tiveram células vivas por milhares de anos.
Um dia esses tipos de instrumentos estarão a bordo de um veículo espacial. Ou eles serão usados no estudo de amostras de rochas trazidas de outros mundos. Nesse ínterim, Templeton e seus colegas ainda têm muito trabalho a fazer em Omã - eles precisarão descobrir o que contém a biosfera escura, quente e oculta sob seus pés.
Douglas Fox
