Vida em Marte: descoberta do Curiosity desafia explicações químicas

Um pequeno fragmento de rocha marciana, perfurado por um rover solitário, voltou a trazer à discussão a pergunta mais antiga da exploração espacial: já existiu vida em Marte?

Uma nova análise dos dados recolhidos pelo rover Curiosity, combinada com simulações laboratoriais, colocou os cientistas perante um dilema. A rocha do planeta vermelho contém concentrações de compostos orgânicos tão elevadas que os modelos de origem exclusivamente química, sem intervenção de seres vivos, parecem deixar de ser suficientes.

A descoberta do Curiosity que intriga os cientistas

Em 2023, o rover Curiosity, da NASA, estudava sedimentos na cratera Gale, uma antiga bacia onde em tempos existiu um lago. Numa das amostras de rocha sedimentar, os instrumentos do veículo detetaram compostos orgânicos com cadeias de carbono de até 12 átomos.

A descoberta destacou-se num planeta sujeito há milhares de milhões de anos à radiação intensa do espaço e com uma atmosfera rarefeita. Embora os compostos orgânicos sejam comuns no Universo, em Marte costumam surgir apenas em vestígios modestos. Desta vez, a quantidade era demasiado elevada para passar despercebida.

O volume de moléculas orgânicas preservadas nesta rocha indica que, num passado distante, Marte pode ter sido muito mais “químico” - ou muito mais “biológico” - do que se imaginava.

Uma das primeiras hipóteses consideradas foi a existência de substâncias semelhantes a ácidos gordos, moléculas estreitamente associadas à vida na Terra. Integram a estrutura básica das membranas celulares, revestem organismos e intervêm em inúmeras reações metabólicas. O Curiosity, porém, não transporta um laboratório completo: consegue “cheirar” e aquecer amostras, decompor moléculas e identificar fragmentos, mas não dispõe da resolução de um laboratório terrestre.

Vida antiga ou química criativa?

A questão colocou-se de imediato: seriam estas moléculas uma bioassinatura, ou seja, um vestígio de antigos microrganismos marcianos? Ou poderiam ter resultado apenas de processos físicos e químicos, sem qualquer intervenção da vida?

Na Terra, os ácidos gordos e cadeias orgânicas semelhantes são frequentemente associados à atividade biológica. Ainda assim, geólogos e astroquímicos sabem que rochas, calor, água e energia também podem formar moléculas complexas sem uma única célula por perto. A equipa decidiu, por isso, avaliar até onde poderia chegar a química “sem vida”.

O que a nova investigação fez de diferente

Como não tinham acesso direto à rocha marciana, os investigadores procuraram reproduzir o problema na Terra. Equipas ligadas à NASA e a laboratórios europeus recorreram a simulações com rochas análogas às de Marte e expuseram-nas a doses de radiação equivalentes a cerca de 80 milhões de anos à superfície do planeta.

O propósito era medir a quantidade de matéria orgânica capaz de resistir a um bombardeamento tão prolongado de partículas energéticas e radiação ultravioleta. Já se sabia que este tipo de exposição decompõe facilmente as moléculas orgânicas, sobretudo num planeta com uma atmosfera pouco densa, como Marte.

Os modelos mostraram que, para o Curiosity ver tanto carbono hoje, a rocha precisaria de ter começado com quantidades descomunais de compostos orgânicos no passado remoto.

Os cientistas avaliaram depois todas as principais fontes não biológicas que poderiam explicar essa reserva inicial de moléculas.

As hipóteses “sem vida” que foram sendo afastadas

Entre as possíveis origens abióticas, foram consideradas as seguintes:

• Deposição contínua de poeira cósmica rica em carbono na superfície marciana;
• Queda de meteoritos com matéria orgânica complexa;
• Reações químicas na atmosfera de um Marte antigo, mais denso e húmido;
• Compostos gerados no interior do planeta e transportados para a superfície por impactos.

Cada cenário foi quantificado através de modelos de fluxo de matéria, taxas de queda de meteoritos e curvas de destruição de moléculas pela radiação. O resultado surpreendeu parte da comunidade científica: nenhum dos modelos abióticos atingiu a concentração observada na rocha perfurada pelo Curiosity.

Os meteoritos e a poeira espacial transportam, de facto, moléculas orgânicas. Contudo, mesmo acumulados ao longo de milhões de anos, não se aproximam da quantidade inferida para aquele sedimento específico. A hipótese de uma antiga atmosfera marciana rica em compostos de carbono encontrou outro obstáculo: exigiria muito mais metano, em proporção ao dióxido de carbono, do que os modelos climáticos consideram plausível.

Também a explicação segundo a qual os compostos se teriam formado nas profundezas de Marte e sido lançados para a superfície por impactos perdeu força. Nesse caso, a composição mineral da rocha deveria ser diferente e revelar sinais de aquecimento intenso ou de mistura com material do manto. Esses sinais não foram encontrados no local estudado.

Quando a explicação mais simples começa a incomodar

No final dos testes, manteve-se um facto: todas as explicações exclusivamente químicas pareciam frágeis. Isso não significa que “se provou a vida em Marte”, mas altera o peso relativo das hipóteses. Se a explicação abiótica se torna demasiado difícil de conciliar com os dados, a hipótese biológica deixa de ser uma fantasia distante e passa a ser uma possibilidade séria.

Os dados não obrigam a aceitar que já existiu vida em Marte, mas empurram a ciência para uma encruzilhada onde a biologia volta a ser uma possibilidade concreta.

Os próprios autores do estudo, publicado na revista Astrobiology, mantêm-se prudentes. Continua a faltar uma assinatura definitiva, como padrões isotópicos, estruturas celulares fossilizadas ou cadeias orgânicas organizadas em disposições típicas do metabolismo. Os instrumentos atuais do Curiosity não permitem identificar nenhum desses sinais.

O papel dos futuros rovers e da missão de retorno de amostras

Para ultrapassar este impasse, a comunidade espacial aposta em duas frentes. A primeira consiste em enviar rovers capazes de perfurar a maiores profundidades, como o europeu ExoMars, que ainda aguarda lançamento. A alguns metros abaixo da superfície, a radiação é muito menor e as moléculas podem estar mais bem preservadas.

A segunda é um plano mais ambicioso: trazer rochas marcianas para serem analisadas em laboratórios na Terra. A missão de retorno de amostras de Marte, conhecida como Mars Sample Return e concebida em parceria pela NASA e pela ESA, prevê recolher os tubos selados que o rover Perseverance já está a depositar na cratera Jezero. Os tubos seriam depois enviados de volta num foguetão lançado da própria superfície marciana.

Só num laboratório terrestre será possível medir com precisão, por exemplo, a proporção de isótopos de carbono nas moléculas detetadas. Na Terra, as formas de vida tendem a “preferir” determinados isótopos, deixando uma assinatura subtil na matéria orgânica. A descoberta de um sinal semelhante em rochas marcianas seria um ponto de viragem.

Conceitos que ajudam a compreender a controvérsia

Há dois termos que surgem constantemente nestas discussões: “compostos orgânicos” e “bioassinatura”. Não são sinónimos. Os compostos orgânicos são moléculas baseadas em carbono, muitas vezes com hidrogénio, oxigénio, azoto ou enxofre. Podem formar-se tanto em células vivas como através de reações puramente físicas ou químicas.

Uma bioassinatura vai mais longe: é qualquer vestígio que indique, com boa probabilidade, a ação direta ou indireta de seres vivos. Pode tratar-se de uma molécula específica, de um padrão químico, de uma textura numa rocha ou até de um gás atmosférico numa concentração invulgar. A rocha da cratera Gale situa-se precisamente na fronteira entre estes dois conceitos: já ultrapassa a categoria de simples “orgânicos genéricos”, mas ainda não chega, de forma definitiva, a uma “bioassinatura confirmada”.

Cenários possíveis para o passado de Marte

Os dados disponíveis permitem aos investigadores considerar vários cenários. Um deles descreve um Marte antigo com lagos permanentes, vulcanismo moderado e fontes hidrotermais sob o leito desses lagos. Nesse ambiente, poderiam formar-se grandes quantidades de moléculas orgânicas, talvez com a participação de minerais ricos em ferro e enxofre, sem intervenção da vida.

Outro cenário é mais ousado: nesses lagos teriam surgido microrganismos que produziram e modificaram matéria orgânica antes de desaparecerem devido à mudança do clima marciano. Aquilo que o Curiosity deteta hoje seriam restos muito degradados desse período biológico breve, mas intenso. Para já, ambas as possibilidades continuam em aberto.

Este debate também ajuda a definir onde perfurar, que rochas privilegiar e que instrumentos enviar em futuras missões. As zonas que reuniram água parada, sedimentos finos e proteção parcial contra a radiação passam a ser prioritárias. Cada novo dado poderá reforçar ou enfraquecer as hipóteses e ajustar a história que se procura reconstruir para Marte.