3713: Hidrogénio oculto nas cordilheiras oceânicas aponta para biosfera desconhecida

CIÊNCIA/GEOLOGIA/MICROBIOLOGIA

(CC0/PD) Mariamichelle / pixabay

Ao fornecer uma estimativa da quantidade de hidrogénio disponível para alimentar a vida microbiana abaixo da dorsal oceânica, um novo estudo lançou luzes sobre uma das biosferas menos compreendidas da Terra.

A maioria dos micróbios cria matéria orgânica através da fotossíntese alimentada pela luz solar. No entanto, as comunidades microbianas quimiossintéticas, que vivem nas profundezas da rocha vulcânica da crosta oceânica da Terra, carecem desta fonte de energia. Por isso, em vez de luz solar, usam hidrogénio – um gás que é libertado quando a água flui através de rochas ricas em ferro – como combustível para converter dióxido de carbono em alimento.

Assim que descobriram as primeiras fontes hidrotermais do fundo do mar, em 1977, os cientistas sabiam que a vida prosperava nas profundezas. No entanto, só em 2014 é que descobriram comunidades microbianas dentro de rochas vulcânicas abaixo do fundo do mar.

Esta descoberta despertou curiosidade, não apenas pelo tamanho da biosfera recém-descoberta, como pelo facto de as condições extremas de falta de oxigénio serem semelhantes às do início da vida na Terra.

“Este novo estudo fornece uma primeira estimativa sobre o tamanho destas comunidades e dá novas perspectivas sobre a extensão do impacto destes micróbios no clima e no paleoclima da Terra”, explicou Lincoln Pratson, professor de energia e meio ambiente da Universidade de Duke.

Os cientistas construíram um modelo para avaliar a produção total de gás hidrogénio de nove fontes geológicas diferentes num corredor de crosta oceânica com quase 30 milhões de quilómetros quadrados, no centro da dorsal oceânica.

A equipa estimou ainda a quantidade de hidrogénio que se libertava no oceano através de fontes hidrotermais no fundo do mar, com base em mais de 500 medições de amostras de água recolhidas em expedições anteriores ao longo da Faixa do Oceano Médio.

“Subtraindo a quantidade de gás que é exalada, que era aproximadamente 20 milhões de toneladas por ano, da quantidade produzida, que era aproximadamente 30 milhões de toneladas por ano, ficamos com cerca de 10 milhões de toneladas, presumivelmente consumidos por micróbios”, disse a cientista Stacey L. Worman, citada pelo Europa Press.

Estes números mostram que as comunidades microbianas desempenham um papel importante na regulação bio-geoquímica global da Terra. Se não consumissem este gás altamente difusivo, o hidrogénio poderia escapar para a atmosfera, explicou a investigadora.

Essa entrada na atmosfera representaria um aumento considerável (cerca de 10%) do actual “orçamento” de hidrogénio atmosférico da Terra. Como o gás consegue acelerar a acumulação de gases de efeito estufa, isso poderia ter um impacto significativo no aquecimento global.

O artigo científico foi recentemente publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences.

ZAP //

Por ZAP
19 Maio, 2020

 

spacenews

 

3664: Hidrogénio pode ser a chave para encontrar vida extraterrestre

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NASA Goddard Space Flight Center
Um exoplaneta e a sua atmosfera passam em frente à sua estrela.

Em vez de procurarmos exoplanetas com uma atmosfera semelhante à nossa, uma equipa de investigadores sugere que procuremos um com uma atmosfera à base de hidrogénio.

A primeira vez que encontremos evidências de vida num exoplaneta provavelmente será ao analisar os gases na sua atmosfera. Com o crescimento do número de planetas parecidos com a Terra, em breve poderemos descobrir gases na atmosfera de um exoplaneta que estão associados à vida na Terra.

Mas e se a vida alienígena usar uma química um pouco diferente da nossa? Um novo estudo, publicado esta segunda-feira na revista Nature Astronomy, argumenta que as nossas melhores hipóteses de usar atmosferas para encontrar evidências de vida é ampliar a nossa procura, concentrando-nos em planetas com atmosferas à base de hidrogénio.

Podemos sondar a atmosfera de um exoplaneta quando ele passa à frente da sua estrela. Quando isto acontece, a luz da estrela precisa de passar pela atmosfera do planeta para chegar até nós e parte dela é absorvida à medida que passa. Olhando para o espectro da estrela e calculando o que falta de luz, é possível conhecer em que gases consiste a atmosfera.

Se encontrássemos uma atmosfera com uma mistura química diferente da esperada, uma das explicações mais simples seria que ela é mantida dessa maneira através de processos biológicos. Este é o caso da Terra. A atmosfera do nosso planeta contém metano (CH₄), que reage naturalmente com o oxigénio para produzir dióxido de carbono. Mas o metano é mantido por processos biológicos.

Outra maneira de analisar isto é que o oxigénio não estaria lá se não tivesse sido libertado do dióxido de carbono por micróbios fotos-sintéticos durante o chamado grande evento de oxigenação, que começou há cerca de 2,4 mil milhões de anos.

Os autores do novo estudo argumentam que deveríamos começar a investigar mundos maiores do que a Terra, cujas atmosferas são dominadas pelo hidrogénio. Estes podem não ter oxigénio livre, porque o hidrogénio e o oxigénio formam uma mistura altamente inflamável.

O hidrogénio é a mais leve de todas as moléculas e escapa facilmente para o espaço. Para um planeta rochoso ter uma gravidade forte o suficiente para se manter numa atmosfera de hidrogénio, ele precisa de ser uma “super-terra” com uma massa entre duas e dez vezes a da Terra. O hidrogénio poderia ter sido capturado directamente da nuvem de gás onde o planeta cresceu ou ter sido libertado posteriormente por uma reacção química entre ferro e água.

Os autores realizaram experiências de laboratório nas quais demonstraram que a bactéria E. coli (milhões das quais vivem no intestino) pode sobreviver e multiplicar-se sob uma atmosfera de hidrogénio na ausência total de oxigénio. Os investigadores demonstraram o mesmo para uma variedade de fermento.

Embora isso seja interessante, não acrescenta muito peso ao argumento de que a vida poderia florescer sob uma atmosfera de hidrogénio. Já sabemos de muitos micróbios na crosta terrestre que sobrevivem ao metabolizar hidrogénio, e existe até um organismo multicelular que passa toda a sua vida numa zona livre de oxigénio, no Mediterrâneo.

Descoberto primeiro animal que não precisa de oxigénio para viver

Respirar oxigénio é uma característica fundamental dos animais multi-celulares, mas os cientistas acabam de descobrir, pelo menos, um que não…

É improvável que a atmosfera da Terra, que começou sem oxigénio, tenha mais de 1% de hidrogénio. Mas seres primitivos podem ter tido que metabolizar ao reagir hidrogénio com carbono para formar metano, em vez de reagir oxigénio com carbono para formar dióxido de carbono, como fazem os humanos.

O estudo fez uma descoberta importante. Os investigadores demonstraram que há uma “diversidade surpreendente” de dezenas de gases produzidos por produtos em E. coli que vivem sob hidrogénio. Muitos deles podem ser “bio-assinaturas” detectáveis numa atmosfera de hidrogénio. Isto aumenta as nossas hipóteses de reconhecer sinais de vida num exoplaneta.

Dito isto, processos metabólicos que usam hidrogénio são menos eficientes do que aqueles que usam oxigénio. No entanto, seres que respiram hidrogénio já são um conceito estabelecido no que diz respeito aos astro-biólogos.

Os autores do novo estudo também apontam que o hidrogénio molecular em concentração suficiente pode actuar como um gás com efeito de estufa. Isto poderia manter a superfície de um planeta quente o suficiente para obter água líquida e para garantir vida na superfície.

Por ZAP
9 Maio, 2020