Um estudante de geologia da Universidade de Cincinnati está ajudando a NASA a determinar se existe vida em outros planetas.

O candidato ao doutorado Andrew Gangidine está trabalhando com o professor de geologia da UC Andrew Czaja para desenvolver um marcador para a vida bacteriana antiga em Marte. A pesquisa pode ajudar os cientistas a descartar um de nossos mistérios mais fundamentais.

"Estamos tentando responder à pergunta:quão rara é a vida no universo?" Gangidine disse.

Czaja, professor assistente na McMicken College of Arts and Sciences da UC, atua em um comitê consultivo da NASA que decidirá para onde enviar o próximo rover de controle remoto em Marte. Entre outros objetivos, o rover procurará evidências de que uma vez existiu vida no planeta vermelho. O comitê consultivo reduziu a lista de candidatos a locais de pouso para três e recomendará um finalista ainda este ano.

Enquanto isso, Gangidine está estudando a vida microbiana em fontes termais de sílica para encontrar um indicador útil de vida em Marte. Nos últimos dois anos, ele conduziu um trabalho de campo nas bacias de gêiseres do Parque Nacional de Yellowstone, em Wyoming, para examinar quais elementos estão associados às bactérias que vivem nessas piscinas geotérmicas.

"Queremos permanecer objetivos. Algumas pessoas pensam que deve haver vida em Marte, "Gangidine disse." Outros pensam que certamente não há vida em Marte. E qualquer um dos lados tem uma boa chance de estar correto. Ambos têm argumentos válidos. É por isso que se formos lá e não virmos nada, não será 'falha de missão'. "

Gangidine apresentou sua pesquisa em 25 de abril na segunda conferência International Mars Sample Return em Berlim, Alemanha.

Hoje, sabemos que a vida não pode existir em Marte, pelo menos não em sua superfície seca. A radiação solar dividiu a maior parte de sua água superficial em suas partes elementares há quase 3 bilhões de anos, quando o planeta vermelho perdeu seu campo magnético protetor.

Mas os cientistas estão debatendo se a vida pode existir em algum lugar nas profundezas do subsolo, entre bolsões de água presos em torno de áreas geotérmicas semelhantes aos gêiseres de Yellowstone.

Encontrar evidências de vida em Marte é surpreendentemente complicado.

Se Marte algum dia sustentou vida, é possível que tenha sido eliminado quando a maior parte de sua atmosfera desapareceu com o vento solar, Disse Czaja.

Portanto, os cientistas da NASA devem estar preparados para procurar evidências fósseis de vida bacteriana que datam dessa época. Gangidine disse que a boa notícia é que fósseis semelhantes do início da vida bacteriana, há mais de 3,5 bilhões de anos, foram encontrados na Terra. Isso o torna otimista de que se vida semelhante já existiu em Marte, A NASA tem uma chance de encontrar um registro fóssil dele.

“Podemos observar a preservação da vida nesses depósitos de sílica hoje. Temos evidências de que isso aconteceu ao longo do tempo geológico, "Disse Gangidine." O que estamos tentando fazer é detectar a fossilização no momento em que acontece. O que acontece com os próprios micróbios? E o que acontece com os oligoelementos que pensamos estar associados a eles enquanto estão vivos? "

Para descobrir pistas sobre a vida antiga em Marte, os geólogos olham para as fontes termais, como as encontradas no primeiro parque nacional da América.

Gangidine e seus colegas precisam de licenças para coletar amostras no interior do parque. Mas explorar as bacias de gêiseres pode ser complicado e perigoso. Um turista morreu em 2017 depois de cair em uma das piscinas ferventes da bacia durante uma caminhada fora da trilha.

"Essas coisas realmente podem arrancar a carne de seus ossos, "Gangidine disse." No fundo das fontes termais que estudamos, você vê crânios de bisões e outros animais que tiveram a infelicidade de vagar muito perto.

A equipe de Gangidine inclui um experiente pesquisador de campo sertanejo, Jeff Havig, bolsista de pós-doutorado da UC, que agora trabalha na Universidade de Minnesota. Eles abrem caminho cuidadosamente pela caldeira. As vezes, eles podem ver onde o casco de um bisão rompeu a crosta fina para revelar lama fumegante.

O trabalho de geologia os leva através de "pântanos trêmulos, "uma fina camada de turfa e grama cobrindo uma lama profunda e instável. Gangidine estava caminhando ao lado de um colega em uma dessas caminhadas quando ele afundou acima dos joelhos na lama traiçoeira.

"Felizmente, aquele lugar não era super quente. Mas eu estava andando a apenas um pé de outra pessoa. O terreno pode realmente mudar rapidamente, "disse ele." Quando entramos nessas configurações, temos que ter muito cuidado. "

Ácido fervente e lama parecida com lava não são os únicos perigos para os pesquisadores nas bacias de gêiser. Eles também devem ter cuidado para não perder muito tempo em torno das saídas de vapor, que contêm uma mistura de gases, como dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio e metano que podem asfixiar uma pessoa nas condições certas.

O U.S. Geological Survey documentou esse fenômeno em 1888 em parte do parque apelidado de "Death Gulch, "uma depressão natural entre duas colinas íngremes onde gases tóxicos borbulham de Cache Creek. O geólogo T.A. Jaggar Jr. da Universidade de Harvard voltou à área em 1899 e encontrou seis ursos, um alce e vários pequenos animais que morreram aparentemente após sucumbir aos vapores tóxicos.

Mas mesmo ao ar livre, o gás subindo do solo pode ter um efeito cumulativo, Gangidine disse.

"Essas fontes termais emitem muitos gases que você não quer respirar. Elas se ligam à hemoglobina que transporta o oxigênio pelo corpo. Respirando, voce fica muito cansado, "Gangidine disse.

“É por isso que tentamos programar um dia fora do campo para cada três dias que trabalhamos no campo. Se você estiver lá por quatro dias, você pode realmente se sentir como um zumbi. É muito difícil pensar, difícil de mover. "

Como um graduando em biologia na UC, Gangidine trabalhou com o professor de biologia da UC Dennis Grogan para examinar a vida microbiana chamada extremófilos que vivem em lugares hostis como as fontes termais ácidas ou alcalinas de Yellowstone. Agora, como geólogo, Gangidine está estudando os fósseis que essas criaturas unicelulares resistentes deixaram para trás.

"As fontes termais fazem depósitos de sílica que preservam muito bem a vida, "Gangidine disse." Quando exposto na superfície de um planeta, não se cristaliza e não se metamorfoseia. Portanto, essas amostras devem ser relativamente bem preservadas se as encontrarmos. "

No laboratório de geologia do professor da UC Czaja, Gangidine examina através de um microscópio lâminas que ele preparou de pedaços de sílica de Yellowstone que tirou de um gêiser de cone de vapor montanhoso.

Os filamentos bacterianos das amostras colhidas no topo do gêiser são coloridos. Mas as amostras mais antigas, alguns talvez com milhares de anos, são incolores, mesmo se eles mantiverem sua forma. Então, para mais pistas sobre esta forma básica de vida, Gangidine submete as amostras bacterianas à análise elementar usando um espectrômetro de massa de íon secundário. A análise apresenta os elementos em cores vivas:amarelos profundos, vermelhos e verdes representando cromo ou gálio, talvez associados à vida bacteriana.

Se Gangidine encontrar uma correlação entre as concentrações e distribuições espaciais de elementos particulares e as bactérias, pode servir como uma bioassinatura que os cientistas podem usar para identificar vidas passadas em Marte.

"A razão pela qual escolhemos o gálio é que ele não está associado à vida. Mas quando olhamos para as amostras bacterianas fossilizadas, nós encontramos isso, então deve haver algo acontecendo, "Gangidine disse." As bactérias armazenam certos elementos preferencialmente ao contrário do que você encontraria em outras partes dessas rochas? "

Gangidine está trabalhando com pesquisadores na Austrália, lar de alguns dos fósseis mais antigos do mundo, alguns datando de 3,5 bilhões de anos.

"Se eu quiser criar uma bioassinatura, Tenho que provar que persiste ao longo do tempo, "Gangidine disse." Ele existe nessas amostras relativamente mais jovens. Mas existe nessas amostras antigas, também? Isso será crucial descobrir. "

Gangidine também planeja construir uma fonte termal artificial em um aquário de laboratório usando elementos semelhantes encontrados em gêiseres. Ao introduzir uma supersaturação na água, o excesso de sílica precipitará da mesma forma que ocorre na natureza. Então, ele pode adicionar traços de substâncias químicas associadas à vida e estudar o que acontece em um mundo em miniatura sem vida.

"Para provar que encontramos uma bioassinatura, temos que provar que a assinatura não ocorre sem vida, " ele disse.

"O gálio é aquele que nos surpreendeu, "Czaja disse." Está associada à sílica perto da bactéria, mas não está na bactéria.

Como Gangidine, Czaja começou nas ciências estudando biologia antes de seguir carreira em paleontologia.

O comitê consultivo da NASA de Czaja se reunirá em outubro para decidir para onde em Marte eles gostariam de enviar o rover entre os três destinos preferidos. O rover está programado para lançamento em julho ou agosto de 2020, chegando a Marte cerca de sete meses depois.

"A NASA tende a gostar de ir a novos lugares para expandir a fronteira. Os geólogos gostam de voltar aos mesmos lugares indefinidamente para fazer novas perguntas, "Disse Czaja.

O rover irá coletar amostras em contêineres lacrados para enviá-las de volta à Terra em uma missão posterior. Portanto, pode levar muitos anos até que geólogos como Czaja e Gangidine saibam se seus palpites sobre onde melhor procurar vida em Marte estavam corretos.

Ajudar a formular uma questão que você pode nunca viver para ver respondida é uma das buscas mais altruístas da ciência, Disse Czaja.

"Uma coisa que gosto nessas missões da NASA é o pensamento e o planejamento de longo prazo, "disse ele." As pessoas que trabalham nesses projetos agora podem nunca ver os resultados. Mas eles ainda estão dispostos a trabalhar porque é uma questão tão fascinante. "

A missão Mars 2020 não será um fracasso se os cientistas não encontrarem evidências de vida. Pelo contrário, Gangidine disse.

"Se encontrarmos, podemos dizer que talvez a vida não seja tão rara entre os planetas, "Gangidine disse." Mas se não encontrarmos vida em lugares que seriam os candidatos mais ideais e mais bem preservados, então talvez a vida seja bem rara. "

Mas se a NASA encontrar evidências de vida em Marte, isso pode sugerir que despertar a vida de uma sopa primordial não é tão extraordinário, afinal. E a primeira pergunta será como a vida em Marte se compara à vida na Terra, Disse Czaja. Houve um ancestral comum?

"Talvez sejamos todos marcianos, "Disse Czaja.

Qualquer alegação sobre a existência ou ausência de vida em Marte estará sujeita a escrutínio e ceticismo em todo o mundo. Czaja disse que os pesquisadores devem estar preparados para fornecer uma riqueza de evidências para fortalecer suas descobertas.

"Não é o suficiente para encontrar algo que se pareça com uma célula bacteriana, - disse Czaja. - Existem coisas não biológicas que podem ter essa aparência. Mas se você tem uma cascata de características - isso e isso e isso somados - é difícil explicar de outra forma, exceto pela vida. "