A vida como a conhecemos nunca foi encontrada em nenhum lugar em nosso sistema solar ou universo, diferente da Terra. Mas isso não significa necessariamente que não exista.

A missão Mars 2020 é a primeira missão da NASA com um componente de astrobiologia explícito. Planejado para ser executado em várias partes ao longo de décadas, Mars 2020 e as missões relacionadas visam ser os primeiros a devolver amostras de outro planeta com o objetivo de examiná-las em busca de sinais de vida.

Mas o que os cientistas esperam encontrar? Como eles saberão se ou quando o encontraram? O que significa para a vida na Terra se algo for encontrado, e o que significa se não for?

Para obter informações sobre essas questões, conversamos com Woody Fischer, professor de geobiologia e diretor associado do Centro Caltech para Sistemas e Tecnologias Autônomas. Fischer estuda rochas antigas na Terra em busca de sinais de vida antiga.

Quais são as principais formas em que Marte é diferente da Terra, em termos de potencialmente hospedar a vida?

Existem muitas coisas que tornam Marte diferente, mas o grande problema é que não é tectonicamente ativo. Em algumas formas, Marte pode ser ainda mais adequado do que a Terra para preservar as assinaturas dos primeiros anos de vida. A Terra é tectonicamente ativa, então, qualquer rocha do início da história do planeta, digamos de três a quatro bilhões de anos atrás, agora foi enterrado em altas temperaturas e pressões, e essas condições podem apagar quaisquer pistas sobre a vida que ele possa ter contido. A superfície marciana, por outro lado, é comparativamente inalterado por processos de superfície como a tectônica ou a erosão do poder da água. Se Marte hospedou vida três a quatro bilhões de anos atrás, pode ser uma evidência da vida primitiva no sistema solar.

Sabemos que Marte costumava ser muito mais úmido, e achamos que a água é um componente bastante crítico para a vida se desenvolver e prosperar. Na verdade, o local de pouso da cratera Jezero para Marte 2020 foi escolhido porque já teve um lago do tamanho do Lago Tahoe. A água funciona nas rochas, muda-os, altera-os após seu depoimento. Mas agora Marte está seco. E a falta de água significa que menos alterações ocorreram. Marte poderia nos dar uma chance melhor do que a Terra para responder a perguntas sobre como era o sistema solar três ou quatro bilhões de anos atrás.

Supondo que o complexo processo de devolução de amostra traga pedaços da superfície marciana de volta à Terra, o que você procuraria nessas amostras?

Claro, encontrar um fóssil esquelético como aqueles vistos em museus de história natural na Terra seria uma mudança de paradigma completamente. Mas prevemos que se houvesse vida em Marte, teria sido microbiana, e micróbios não costumam deixar fósseis esqueléticos; registros raros de micróbios no registro de rochas da Terra são filamentos e cocóides que foram sepultados por minerais.

Conhecemos alguns fatores que tendem a ser bons registradores da atividade biológica:basicamente, em qualquer lugar que novos minerais, como sais de carbonato, estejam se formando. Esses minerais podem moldar e encapsular pedaços de seu ambiente à medida que se formam e preservam informações de fósseis microbianos na Terra. Acredita-se que os sais de carbonato estejam na cratera de Jezero, portanto, estamos intensamente interessados ​​em coletar quaisquer amostras de carbonatos que encontrarmos para ver se preservam evidências texturais de vida. Também procuramos compostos de biomarcadores orgânicos, que são conjuntos de moléculas cuja produção é altamente desfavorável sem a ajuda da biologia; moléculas como o colesterol em nossas próprias células são exemplos disso.

Há uma tonelada de bioassinaturas propostas. Muitos não são exclusivos da vida, ou diagnóstico de vida, mas certamente sugere isso, porque não podemos pensar em outra maneira de fazer isso sem uma célula.

Quais são alguns exemplos disso?

Veja o caso dos estromatólitos:esses tecidos rochosos protuberantes que têm uma camada semelhante a um biscoito em flocos. Na terra, pensamos que são o resíduo fóssil de redes pegajosas de bactérias chamadas esteiras microbianas. Esteiras microbianas eram comunidades biológicas incrivelmente importantes, mesmo antes de os animais evoluírem em nosso planeta. Durante a maior parte da história da vida, o registro é estromatólitos. Mas existem lacunas em nosso conhecimento de como eles são feitos - e pode até haver classes inteiras de estromatólitos que resultam de processos de crescimento mineral independentes da biologia. E se uma estrutura de estromatólito fosse encontrada em Marte e não houvesse assinaturas orgânicas adicionais nela? Procurar vida em Marte pode nos ajudar a resolver as lacunas em nossa compreensão dos processos que acontecem em nosso próprio planeta.

Por outro lado, sabemos de alguns exemplos do registro de rochas na Terra que podem enganá-lo. Se eu fosse mostrar a você uma seção fina de certos tipos de rocha velha sob um microscópio, você olharia para ele e diria, "Oh, certamente é uma célula. Deve ser. "E eu diria, "Não, na verdade, eu sei que isso é de uma rocha metamórfica. Isso foi criado em condições de temperatura e pressão que a vida não poderia atingir. "

Algo que me empolga é que pesquisadores têm proposto recentemente que poderíamos procurar assinaturas de processos pré-bióticos - os processos físicos e químicos que são pré-condições para o surgimento da vida. É absolutamente claro a partir de nossos dados atuais que Marte hospedou ambientes habitáveis, mas se eles foram ou não realmente habitados é a próxima questão. Outra maneira de colocar esta questão é, Haveria processos ocorrendo nesses ambientes que talvez fossem os precursores de algo que poderia ter dado vida? Existe esta oportunidade de dizer, Nós vamos, talvez Marte nunca tenha vivido, mas talvez tenha começado por esse caminho. Talvez tenha começado aquele tipo de química pré-biótica. Talvez haja uma química empolgante que aconteceu ou está acontecendo nos ambientes da superfície de Marte, mas nunca chegou a ganhar vida.

Quais processos são considerados precursores da vida?

Há um monte de ideias paralelas sobre quais tipos de ambientes e processos foram importantes para a gênese da vida. Mas sabemos muito pouco com certeza. E você não pode responder à pergunta hoje em ambientes modernos da Terra porque a vida é onipresente e pode superar qualquer um desses processos pré-bióticos. Mas talvez você pudesse ver evidências desses processos em um antigo ambiente de Marte. Imagine se acabarmos em Jezero, em Marte, e observarmos que existe um monte de matéria orgânica e podemos caracterizar parte dessa matéria orgânica. E talvez pareça algumas das coisas que são feitas em condições de laboratório sob uma determinada configuração experimental, um sistema hidrotérmico, ou um ambiente de fonte termal, ou um lago alcalino.

Existe esta oportunidade real para descobrirmos algo incrível de Marte, mas também para descobrir algo em Marte que consideramos natural na Terra. Talvez existam maneiras abióticas de gerar alguns dos materiais e texturas que presumimos serem produzidos pela vida na Terra.

Como a comunidade científica chegaria a um consenso para declarar, "isso é um sinal de vida passada?" Existe uma definição oficial de "vida?"

Imagine que encontramos um estromatólito. Haverá pessoas dentro e fora da equipe que estarão prontas para declarar vitória. "É isso, encontramos vida. "Haverá também um grupo de pessoas que dirão:"Nós vamos, espere um segundo. Como sabemos que temos tanta certeza? "

Isso vai acontecer, Eu penso, à medida que descobrimos esses materiais. Esse tipo de diálogo será muito importante durante esse processo.

A ciência é tão sutil. É sempre uma discussão assim. Com cada nova observação e descoberta, vem a capacidade de perguntar mais detalhadamente, mais preciso, pergunta. Atualmente, quando falamos sobre detecção de vida, sempre há advertências, e se-então, e esse tipo de coisa. Nem sempre traduzimos isso incrivelmente bem para o público. Mas acho que seria muito importante poder dizer, "Olhar, estamos vendo materiais aqui que associamos à vida, e vamos ter o nosso trabalho cortado para testar isso de uma forma rigorosa, mas isso está mais perto do que nunca de entender se a vida está ou não presente em um planeta diferente do nosso. "

Como a presença de vida em Marte mudaria a forma como vemos a vida na Terra?

Imagine que você pode encontrar sinais de vida antiga em Marte. A próxima coisa que você quer ver é se existe vida que persiste no planeta até os dias de hoje. Imagine que encontramos isso também. A próxima coisa que você quer saber é, está relacionado à vida na Terra? Até que ponto isso nos lembra de nós mesmos ou não? É um experimento completamente diferente? Independentemente de ter evoluído ou não de forma independente em Marte, em vez de fazer parte da panspermia - a ideia de que a vida foi de alguma forma espalhada por todo o sistema solar em meteoritos ou algo assim - é realmente interessante.

Gostaríamos de saber quais são as semelhanças entre a vida em Marte e na Terra. Como a vida em Marte se reproduz? Quais são as regras para estar vivo?

Imagine que você encontrou algo como uma célula. Isso pode dizer a você que a vida deve ser encerrada em uma membrana. Como essas células coletam energia? Para células na Terra, apenas três ou mais sabores de energia - aqueles em ligações fosfoanidrido como em ATP [a molécula que fornece energia para impulsionar processos em seres vivos], reações redox, e gradientes químicos de membrana - já foram usados, embora talvez houvesse mais no passado que não conhecemos. Isso também era verdade para Marte? A vida lá descobriu maneiras de acessar outras fontes de energia que a vida não consegue na Terra?

As perguntas que surgem daí são realmente emocionantes, muito depressa. E mesmo que a panspermia acabe sendo responsável pela vida na Terra e em Marte, quando isso ocorreu? Esse tipo de coisa seria absolutamente fascinante para poder estudar. Talvez eles pudessem ser estudados em conjunto com o envio de pessoas a Marte, porque estamos talvez a uma década de fazer isso. Apesar das enormes conquistas tecnológicas associadas ao envio de um rover como o Perseverance para a cratera de Jezero, o tipo de pesquisa que você pode fazer com uma pessoa ainda está além do que somos capazes de realizar com um veículo espacial.