Crédito de imagem: ESA
Revista Astrobiologia (AM): O primeiro lote de imagens de Meridiani Planum, mostrando rochas finas em camadas, deixou os cientistas bastante animados. Quais são as suas impressões iniciais?
Andrew Knoll (AK): Sabemos há vários anos, a partir de dados orbitais, que existem rochas em camadas em Marte, mas o Opportunity nos dá nossa primeira chance de realmente trabalhar diretamente em algumas dessas rochas em um afloramento. Para os geólogos, você não pode enfatizar demais a importância disso.
O fato de serem um tipo de tabela sugere que são depósitos vulcânicos ou sedimentos bastante finos. E a perspectiva de ter rochas sedimentares in situ em Marte que possamos subir e interrogar é sobre o melhor cenário, no que me diz respeito.
SOU: E se eles virarem depósitos de cinzas vulcânicas? Isso criará um cenário menos interessante?
AK: De modo nenhum. Penso que uma das grandes questões é: Quais são os processos predominantes que deram origem a rochas em camadas em Marte? Não há razão para acreditar que todas as rochas em camadas de Marte se formaram da mesma maneira que as que o Opportunity está sentado na frente. Mas saber como uma daquelas rochas formadas em camadas será um passo na direção certa.
Também saberemos em breve se o sinal de hematita em Meridiani que foi detectado em órbita é residente nessas rochas. Lembre-se de que estamos no Meridiani Planum devido a esse forte sinal para uma forma específica de óxido de ferro chamada hematita. É muito difícil pensar em fazer hematita sem algumas interações da água líquida com as rochas. Portanto, mesmo que seja uma rocha vulcânica, ajudará a restringir nosso pensamento sobre uma das anomalias químicas mais interessantes do planeta.
SOU: Há um rio na Espanha, o Rio Tinto, onde você passou algum tempo pesquisando. Você sugeriu que a maneira como os minerais de ferro na Rio Tinto se degradaram e se transformaram ao longo do tempo pode lançar alguma luz sobre como a hematita em Meridiani se formou. Você pode explicar a conexão?
AK: Deixe-me começar no início. Os tipos de pensamento que trazemos para a interpretação do ferro em Marte serão informados por nossa experiência com o ferro oxidado na superfície da Terra. Existem várias maneiras pelas quais os depósitos de ferro se formaram em nosso planeta. Pode ser que nenhum deles seja um análogo exato do que aconteceu em Marte. Mas cada um deles pode fornecer informações que nos ajudarão a pensar em Marte.
Agora, Rio Tinto é um lugar muito interessante. Fica no sudoeste da Espanha, cerca de uma hora a oeste de Sevilha, talvez outra hora a leste da fronteira portuguesa. Rio Tinto é realmente de interesse histórico para as pessoas na América desde que Colombo partiu em 1492 de um porto na foz do Rio Tinto. Mas também é de interesse para os geólogos de mineração, porque é uma mina pelo menos desde a época dos romanos.
O que está sendo minerado é minério de ferro. Cerca de 400 milhões de anos atrás, processos hidrotérmicos formaram esses depósitos de minério de ferro. Principalmente o ferro está na forma de sulfeto de ferro ou ouro de tolo. É minério muito rico. À medida que a água da chuva penetra através desses depósitos, ela oxida a pirita e duas coisas acontecem. Um, forma ácido sulfúrico. Portanto, a água no rio tem um pH de cerca de 1; é muito ácido. E, dois, o ferro é oxidado. Portanto, a água tem a cor dos rubis, por causa do transporte desse ferro.
O interessante é que, se você observar os depósitos que estão se formando hoje no Rio Tinto, a maior parte do ferro sai como minerais de sulfato de ferro, ou seja, uma combinação de ferro, enxofre e oxigênio; e um pouco disso sai como um mineral chamado goethita, que é ferro misturado com oxigênio e um pouco de hidrogênio. Goethita é basicamente ferrugem.
Não é isso que você vê em Meridiani em Marte. Mas o interessante do depósito da Rio Tinto é que esse processo ocorre há pelo menos 2 milhões de anos. E há uma série de terraços que nos dão uma noção do que acontece com esses depósitos ao longo do tempo.
O que descobrimos é que, após apenas alguns milhares de anos, todos os minerais de sulfato desapareceram e todo o ferro está neste material chamado goethita. Mas quando você entra em terraços cada vez mais velhos, quando chega a terraços com 2 milhões de anos, grande parte desse goethita foi substituída pela hematita, o mineral em Marte. E é uma hematita de granulação bastante grossa, que também é o que vemos em Marte.
Portanto, a primeira coisa que aprendemos na Rio Tinto é que não é preciso pensar apenas nos processos que depositam hematita de grão grosso desde o início. Pode se formar durante o que os geólogos chamam de diagênese. Ou seja, pode se formar por processos que afetam as rochas ao longo do tempo, e na verdade pode fazer isso em baixas temperaturas e sem ser profundamente enterrado e sujeito a alta pressão. Então, nesse sentido, Rio Tinto nos mostra outra maneira pela qual a hematita em Meridiani poderia ter chegado lá. Expande as opções que consideramos.
SOU: Quando os geólogos dizem coisas como "baixa temperatura", geralmente significam algo diferente do que o resto de nós.
AK: Quando digo "baixa temperatura", estou falando das temperaturas que você e eu experimentamos diariamente, a temperatura ambiente. Eu acho que a maioria das águas subterrâneas de Rio Tinto tem entre 20 e 30 graus Celsius, talvez 70 a 80 graus Farenheit.
SOU: A textura da rocha muda com o tempo à medida que um mineral passa pelo processo de diagênese?
AK: Sim. Embora o interessante seja que, embora a textura no nível do que o imageador microscópico possa ver definitivamente mude ao longo da história diagenética, os recursos de deposição em maior escala que você veria olhando atentamente para o afloramento com Pancam parecem persistentes. Portanto, mesmo que a rocha esteja passando por essas mudanças, ela mantém assinaturas sedimentares de sua formação, o que é emocionante. Isso é importante.
AB: Você diz que na Rio Tinto você pode ver uma fatia de 2 milhões de anos que mostra o processo diagenético ao longo do tempo. Mas os afloramentos que o Opportunity viu em Meridiani podem ter 2 bilhões de anos. Eles ainda reteriam alguma informação útil depois de tanto tempo?
AK: Aqui estão as boas notícias sobre geologia: para rochas sedimentares, em particular, a maioria das mudanças pelas quais uma rocha sofre sofre muito cedo em sua história. A menos que uma rocha sofra metamorfismo, sendo enterrada e sujeita a altas pressões e temperaturas, dentro de no máximo alguns milhões de anos de sua formação, ela se estabiliza em uma forma que reterá indefinidamente.
Trabalho, em meu trabalho diário, nas rochas pré-cambrianas deste planeta. E posso garantir que, quando olho uma rocha sedimentar com um bilhão de anos, a maioria das mudanças sofridas ocorreu nos primeiros 200 mil anos de vida. E então estabiliza, e apenas espera por um geólogo.
SOU: E não temos motivos para acreditar que a física se comporte de maneira diferente em Marte?
AK: É isso que temos para nós. Eu já disse isso antes em termos de astrobiologia: quando você procura vida além do nosso planeta, não tem garantia de que a biologia em outro lugar seja a mesma que aqui. Mas você tem uma garantia muito boa de que a física e a química serão as mesmas.
SOU: Parte do que torna Meridiani interessante é que é diferente de qualquer outro lugar em Marte. Mesmo se você conseguir descobrir a história da Meridiani, até que ponto você poderá generalizar esse conhecimento para Marte como um todo?
AK: Eu acho que certamente restringirá a maneira como pensamos sobre Marte como um planeta inteiro. Pode ser que, em termos da assinatura química e rochosa geral de Marte, Gusev se torne uma superfície de Marte com melhor padrão de emissão. Ou seja, a maior parte de Marte - na verdade, quase toda a Marte - é revestida com basalto e depois coberta com poeira fina. E é isso que vemos em Gusev.
Agora, acontece que, se você retirar o sinal de hematita das assinaturas de materiais de superfície em Meridiani que obtemos da órbita, também será principalmente basalto. Portanto, não é uma parte completamente anômala do planeta. Parece ser uma parte representativa do planeta no coração, com esse sinal exclusivo de hematita em camadas.
Uma das características do depósito de ferro Meridiani é que, embora seja local em relação a todo o planeta, é geograficamente difundido, pois você tem milhares de quilômetros quadrados que dão essa assinatura.
Muitas pessoas pensam que os processos hidrotérmicos e subterrâneos fornecerão apenas pequenos sinais locais de ferro, mas, na verdade, as camadas ricas em hematita no depósito de Rio Tinto percorrem vários milhares de quilômetros quadrados. Porque essas águas subterrâneas se espalham em uma camada por uma ampla área.
Portanto, os depósitos de ferro da Rio Tinto fazem várias coisas que devemos ter em mente na Meridiani. Eles combinam processos hidrotérmicos antigos e processos de baixa temperatura mais jovens; eles precisam de água; eles podem formar camadas; e eles podem ser generalizados.
Eles não são o único conjunto de processos que poderiam fazer isso, por qualquer meio. Não sou particularmente preconceituosa a favor da Rio Tinto como um melhor análogo a Meridiani do que qualquer outra coisa. Só acho que, ao entrarmos nessa exploração, precisamos pelo menos manter em nosso arquivo de memória o maior número possível de produtos e processos que lidam com ferro.
Todas as diferentes configurações de deposição de ferro e processos de deposição de ferro que vemos neste planeta transmitem sinais químicos e texturais que o Opportunity pode detectar no Meridiani. Podemos usar essas comparações para nos ajudar a descobrir como o hematita Meridiani se formou.
SOU: Um dos aspectos intrigantes da Rio Tinto como local de pesquisa é que, embora a água no rio seja altamente ácida, existem bactérias vivendo nela. Quando você olha para os antigos depósitos de hematita naquela região, vê bactérias fósseis?
AK: Sim você faz. De fato, uma das coisas que me atraiu a trabalhar com meus colegas espanhóis não foi o fato de hoje ser um ambiente estranho. Embora seja divertido se interessar pela vida às margens do meio ambiente hoje, a maior parte da vida - e muito do que você pode aprender sobre biologia hoje - vem de organismos comuns que vivem em circunstâncias comuns. É aí que 99% da diversidade da vida é.
Por outro lado, há uma ótima pergunta que pode ser feita na Rio Tinto. Podemos ver os processos que formaram os depósitos de ferro da Rio Tinto em andamento hoje; podemos ver os processos químicos; podemos ver o que é biologia no ambiente. Mas a verdadeira questão que se deseja ter em mente ao pensar em Meridiani é: quais assinaturas dessa biologia, se houver alguma, são preservadas em rochas diageneticamente estáveis?
Um é esse. Se você tivesse a sorte de ter acesso a um microscópio - isso provavelmente estaria em uma resolução além do que você poderia esperar do imageador microscópico - seria possível ver filamentos microbianos individuais que foram maravilhosamente preservados. Portanto, essa é a primeira boa notícia é que o ferro estabilizado diageneticamente pode reter uma impressão microscópica da biologia.
A melhor notícia é que existem duas características da biologia que são preservadas nas texturas mais ao nível do globo ocular nessas rochas.
Uma é que, às vezes, pequenas bolhas se formam por causa da emanação de gases do metabolismo. E alguns deles vão realmente cobrir com minerais de ferro e podem ser preservados através da diagênese. E isso é verdade através da maioria das rochas sedimentares que encontramos na coluna geológica. Você pode obter espaços de gás preservados e esses espaços de gás estão invariavelmente associados à produção biológica de gases.
SOU: Invariavelmente?
AK: Em nossa experiência na Terra, é praticamente 100%. O que você gostaria de perguntar é: que outros processos além da biologia podem dar origem a gases dentro de um sedimento de um planeta? É algo que você pode fazer experiências. Não sei se alguém se deu ao trabalho de fazê-lo neste planeta. Porque, francamente, a biologia é tão difundida que esse é o principal jogo da cidade. Mas alguém poderia fazer os experimentos.
A outra coisa, sobre a qual me sinto ainda mais fortemente, é que muitas vezes, onde há populações microbianas, elas formam esses belos grupos de filamentos que simplesmente atravessam a superfície. Eles quase se parecem com a crina de um cavalo. Agora, o mais importante é que, quando os minerais são depositados nesses ambientes, eles realmente nucleados nessas cadeias de filamentos, e você obtém belas texturas sedimentares que, novamente, parecem a crina de um cavalo.
Você pode vê-los em Yellowstone Park, em cordas siliciosas e precipitadoras de carbonato. Se você for a lugares como Mammoth Springs, poderá ver isso acontecendo hoje. E se você caminhar pelo interior, poderá ver exemplos antigos disso, belas assinaturas preservadas na rocha.
Em Rio Tinto, você pode ver depósitos de ferro nesses filamentos; e nos terraços de 2 milhões de anos, você pode ver essas texturas de ferro filamentosas. E lá, novamente, não conheço outro processo além da biologia que possa formar esses. Então, isso é realmente algo para manter os olhos sempre que você estiver olhando para uma rocha precipitada em Marte.
SOU: E você pode ver isso com Pancam?
AK: Se você pegasse um Pancam para Rio Tinto ou Yellowstone Park, eles iriam pular em você. Absolutamente.
SOU: Se se verificar que a rocha no local de pouso do Opportunity é composta de depósitos sedimentares, isso significa que, quando esses sedimentos foram depositados, era preciso haver água líquida por perto?
AK: Muito provável.
SOU: Portanto, se fossem sedimentares, e Pancam visse algum tipo de textura que na Terra é indicativa de biologia, isso significaria que o Opportunity havia chegado perto de encontrar evidências de vida em Marte?
AK: Esses são grandes ifs, mas seria um grande dia.
Vamos voltar um segundo, porque chega a um pouco de filosofia sobre como você realmente procura essas coisas. Há alguns anos, a NASA embarcou em uma campanha de financiamento para tentar antecipar qualquer tipo de assinatura biológica sugestiva que pudesse ser encontrada em qualquer tipo de exploração de outro planeta, para que não nos parecesse coçar a cabeça.
Mas o fato claro é que você não pode antecipar nada que possa ver. Então, o que eu acho que é um cenário mais realista é que você faça sua exploração e, se, no decorrer dessa exploração, encontrar um sinal que (a) não seja facilmente explicado pela física e pela química ou (b) reminiscente de sinais que estão intimamente associados à biologia na Terra, você fica animado.
O que vai acontecer então, posso garantir, é que 100 cientistas empreendedores entrarão no laboratório e verão como, se é que podem simular o que você vê - sem usar a biologia. E acho que é a coisa certa a fazer. Para coisas em que as apostas são tão altas, acho que se quer ser o mais cuidadoso e sóbrio possível. E certamente isso significa conhecer muito mais sobre a capacidade generativa de processos físicos e químicos de implantar assinaturas químicas e texturais em uma rocha do que sabemos hoje.
Astrobiologia ausente, ninguém perderia seu tempo fazendo essas coisas porque, na Terra, sabemos que houve biologia durante a maior parte da história do planeta. A biologia está em todo lugar. A biologia é preeminente nos sinais que transmite às rochas sedimentares. Então, quem passará cinco anos do seu tempo como jovem cientista tentando gerar um sinal por meios abiológicos intimamente associados à biologia? No entanto, você muda para Marte e há muitas outras razões para fazer esse tipo de coisa.
SOU: Se um dos rovers do MER encontrasse uma rocha que parecia conter evidências da biologia marciana, a NASA iria querer voltar para aquele local e levá-la para casa?
AK: Pode apostar. Dependendo do que encontramos em Meridiani - para não prejudicar o que encontramos -, pode ser um local de alta prioridade para a NASA retornar com equipamentos mais sofisticados e um local de alta prioridade para o retorno de amostras; ou podemos descartá-lo.
Essa é toda a razão para esse tipo de trabalho incremental. Na verdade, eu gosto de toda a arquitetura do plano da NASA de dar um passo de cada vez, fazer cada passo com cuidado e, no segundo passo, desenvolver o que você aprendeu no primeiro passo. Faz sentido.
SOU: Sei que estou pedindo para você especular aqui, mas quais são as chances de Marte ter sido um mundo vivo?
AK: Eu realmente não sei. Mas tudo o que aprendemos nos últimos anos sugere que a água pode ter sido episódica e não persistente em Marte. E isso diminui a probabilidade de biologia.
Se a água está presente na superfície marciana por 100 anos a cada 10 milhões de anos, isso não é muito interessante para a biologia. Se estiver presente por 10 milhões de anos, isso é muito interessante.
Certamente não é certo que descobriremos que Marte era um planeta biológico. Metade do meu cérebro continua tentando jogar uma porcentagem, e eu sei que é uma coisa sem sentido - acho que não vou fazer isso.
Mas posso lhe dizer que uma das melhores chances de obtermos vários anos para resolver essa questão está aqui nos depósitos de ferro da Meridiani.
Fonte original: Astrobiology Magazine
