Vida em Marte - Life on Mars

Um exemplo de Marte terraformado com uma biosfera
A concepção de outro artista do Marte terraformado

A possibilidade da vida em Marte é um assunto de interesse na astrobiologia devido à sua proximidade e semelhanças com a Terra . Até o momento, nenhuma prova de vida passada ou presente foi encontrada em Marte . A evidência cumulativa sugere que durante o antigo período de tempo de Noé , o ambiente da superfície de Marte tinha água líquida e pode ter sido habitável para microorganismos, mas as condições habitáveis ​​não indicam necessariamente vida.

As pesquisas científicas por evidências de vida começaram no século 19 e continuam até hoje por meio de investigações telescópicas e sondas implantadas. Enquanto os primeiros trabalhos focavam a fenomenologia e beiravam a fantasia, a investigação científica moderna enfatizou a busca por água , bioassinaturas químicas no solo e rochas na superfície do planeta e gases biomarcadores na atmosfera.

Marte é de particular interesse para o estudo das origens da vida por causa de sua semelhança com a Terra primitiva. Isso é especialmente verdade porque Marte tem um clima frio e não tem placas tectônicas ou deriva continental , então permaneceu quase inalterado desde o final do período Hesperiano . Pelo menos dois terços da superfície de Marte tem mais de 3,5 bilhões de anos, e Marte pode, portanto, conter o melhor registro das condições pré-bióticas que levam à vida, mesmo se a vida não existiu ou nunca existiu lá, que pode ter começado a se desenvolver tão cedo como 4,48 bilhões de anos atrás.

Após a confirmação da existência passada de água líquida de superfície, os rovers Curiosity , Perseverance e Opportunity começaram a procurar evidências de vidas passadas, incluindo uma biosfera passada baseada em microrganismos autotróficos , quimiotróficos ou quimiolitoautotróficos , bem como água antiga, incluindo fluvio- ambientes lacustres ( planícies relacionadas a rios ou lagos antigos) que podem ter sido habitáveis . A busca por evidências de habitabilidade , tafonomia (relacionada a fósseis ) e compostos orgânicos em Marte é agora um objetivo primário da NASA e da ESA.

As descobertas de compostos orgânicos dentro de rochas sedimentares e de boro em Marte são interessantes, pois são precursores da química pré-biótica . Essas descobertas, juntamente com as descobertas anteriores de que a água líquida estava claramente presente no antigo Marte, corroboram ainda mais a possível habitabilidade inicial da cratera Gale em Marte. Atualmente, a superfície de Marte é banhada por radiação ionizante e o solo marciano é rico em percloratos tóxicos para microorganismos . Portanto, o consenso é que se a vida existe - ou existiu - em Marte, ela poderia ser encontrada ou melhor preservada na subsuperfície, longe dos processos superficiais adversos atuais.

Em junho de 2018, a NASA anunciou a detecção da variação sazonal dos níveis de metano em Marte. O metano pode ser produzido por microrganismos ou por meios geológicos. O ExoMars Trace Gas Orbiter europeu começou a mapear o metano atmosférico em abril de 2018, e o rover Rosalind Franklin 2022 ExoMars irá perfurar e analisar amostras de subsuperfície, enquanto o rover Perseverance da NASA Mars 2020 , tendo pousado com sucesso, armazenará dezenas de amostras de perfuração para seu potencial transporte para laboratórios da Terra no final de 2020 ou 2030. Em 8 de fevereiro de 2021, um status atualizado de estudos considerando a possível detecção de formas de vida em Vênus (via fosfina ) e Marte (via metano ) foi relatado.

Especulação inicial

Mapa histórico de Marte de Giovanni Schiaparelli
Canais de Marte ilustrados pelo astrônomo Percival Lowell , 1898

As calotas polares de Marte foram descobertas em meados do século XVII. No final do século 18, William Herschel provou que eles crescem e encolhem alternadamente, no verão e no inverno de cada hemisfério. Em meados do século 19, os astrônomos sabiam que Marte tinha outras semelhanças com a Terra, por exemplo, que a duração de um dia em Marte era quase igual a um dia na Terra. Eles também sabiam que sua inclinação axial era semelhante à da Terra, o que significava que experimentava as estações exatamente como a Terra - mas com quase o dobro do comprimento devido ao seu ano muito mais longo . Essas observações levaram a especulações crescentes de que as feições mais escuras do albedo eram água e as mais brilhantes eram terra, de onde se seguiram as especulações sobre se Marte pode ser habitado por alguma forma de vida.

Em 1854, William Whewell , um membro do Trinity College , Cambridge, teorizou que Marte tinha mares, terras e possivelmente formas de vida. Especulações sobre a vida em Marte explodiram no final do século 19, após observação telescópica por alguns observadores de canais marcianos aparentes - que mais tarde foram considerados ilusões de ótica. Apesar disso, em 1895, o astrônomo americano Percival Lowell publicou seu livro Marte, seguido por Marte e seus canais em 1906, propondo que os canais eram obra de uma civilização há muito desaparecida. Essa ideia levou o escritor britânico HG Wells a escrever A Guerra dos Mundos em 1897, contando sobre uma invasão por alienígenas de Marte que fugiam da dessecação do planeta.

A análise espectroscópica da atmosfera de Marte começou para valer em 1894, quando o astrônomo americano William Wallace Campbell mostrou que nem água nem oxigênio estavam presentes na atmosfera marciana . O influente observador Eugène Antoniadi usou o telescópio de abertura de 83 cm (32,6 polegadas) no Observatório de Meudon na oposição de Marte em 1909 e não viu nenhum canal. As excelentes fotos de Marte tiradas na nova cúpula de Baillaud no observatório Pic du Midi também trouxeram formalidades descrédito para a teoria dos canais marcianos em 1909, e a noção de canais começou a cair em desuso.

Habitabilidade

Atributos químicos, físicos, geológicos e geográficos moldam os ambientes em Marte. Medidas isoladas desses fatores podem ser insuficientes para considerar um ambiente habitável, mas a soma das medidas pode ajudar a prever locais com maior ou menor potencial de habitabilidade. As duas abordagens ecológicas atuais para prever o potencial de habitabilidade da superfície marciana usam 19 ou 20 fatores ambientais, com ênfase na disponibilidade de água, temperatura, presença de nutrientes, fonte de energia e proteção contra radiação ultravioleta solar e cósmica galáctica .

Os cientistas não sabem o número mínimo de parâmetros para determinação do potencial de habitabilidade, mas têm certeza de que é maior que um ou dois dos fatores da tabela abaixo. Da mesma forma, para cada grupo de parâmetros, o limite de habitabilidade para cada um deve ser determinado. Simulações de laboratório mostram que sempre que vários fatores letais são combinados, as taxas de sobrevivência despencam rapidamente. Não há simulações de Marte completo publicadas ainda que incluam todos os fatores biocidas combinados. Além disso, a possibilidade de a vida marciana ter requisitos de bioquímica e habitabilidade muito diferentes dos da biosfera terrestre é uma questão em aberto.

Fatores de habitabilidade
Água
Ambiente químico
Energia para o metabolismo
Conducentes
condições físicas
  • Temperatura
  • Flutuações extremas de temperatura diurna
  • Baixa pressão (existe um limite de baixa pressão para anaeróbios terrestres ?)
  • Irradiação germicida ultravioleta forte
  • Radiação cósmica galáctica e eventos de partículas solares (efeitos acumulados de longo prazo)
  • Oxidantes voláteis induzidos por UV solar, por exemplo, O 2 - , O - , H 2 O 2 , O 3
  • Clima / variabilidade (geografia, estações, variações diurnas e, eventualmente, obliquidade)
  • Substrato (processos de solo, microambientes rochosos, composição de poeira, proteção)
  • Altas concentrações de CO 2 na atmosfera global
  • Transporte ( eólico , fluxo de água subterrânea, água de superfície, glacial)

Passado

Modelos recentes mostraram que, mesmo com uma atmosfera densa de CO 2 , o início de Marte era mais frio do que a Terra jamais foi. Condições transitoriamente quentes relacionadas a impactos ou vulcanismo podem ter produzido condições que favorecem a formação das redes do final do vale de Noé , embora as condições globais de meados do final de Noé provavelmente fossem geladas. O aquecimento local do ambiente por vulcanismo e impactos teria sido esporádico, mas deveria haver muitos eventos de água fluindo na superfície de Marte. Tanto a evidência mineralógica quanto a morfológica indicam uma degradação da habitabilidade a partir do meio Hesperiano em diante. As causas exatas não são bem compreendidas, mas podem estar relacionadas a uma combinação de processos, incluindo perda da atmosfera inicial ou erosão por impacto, ou ambos.

Acredita-se que a cratera da Alga tenha depósitos de vidro de impacto que podem ter preservado bioassinaturas antigas , se presentes durante o impacto.

A perda do campo magnético marciano afetou fortemente os ambientes superficiais por meio da perda atmosférica e do aumento da radiação; esta mudança degradou significativamente a habitabilidade da superfície. Quando existia um campo magnético, a atmosfera estaria protegida da erosão pelo vento solar , o que garantiria a manutenção de uma atmosfera densa, necessária para a existência de água líquida na superfície de Marte. A perda de atmosfera foi acompanhada por temperaturas decrescentes. Parte do estoque de água líquida sublimado e transportado para os pólos, enquanto o restante ficou preso no permafrost , uma camada de gelo subterrânea.

Observações na Terra e modelagem numérica mostraram que um impacto de formação de cratera pode resultar na criação de um sistema hidrotérmico de longa duração quando o gelo está presente na crosta. Por exemplo, uma grande cratera de 130 km poderia sustentar um sistema hidrotérmico ativo por até 2 milhões de anos, ou seja, tempo suficiente para a vida microscópica emergir, mas improvável que tenha progredido mais no caminho evolutivo.

Amostras de solo e rocha estudadas em 2013 pelos instrumentos de bordo do rover Curiosity da NASA trouxeram informações adicionais sobre vários fatores de habitabilidade. A equipe do rover identificou alguns dos principais ingredientes químicos para a vida neste solo, incluindo enxofre , nitrogênio , hidrogênio , oxigênio, fósforo e possivelmente carbono , bem como minerais de argila, sugerindo um antigo ambiente aquoso - talvez um lago ou um antigo leito do riacho - que tinha acidez neutra e baixa salinidade. Em 9 de dezembro de 2013, a NASA relatou que, com base nas evidências do Curiosity estudando Aeolis Palus , a cratera Gale continha um antigo lago de água doce que poderia ter sido um ambiente hospitaleiro para a vida microbiana . A confirmação de que a água líquida já fluiu em Marte, a existência de nutrientes e a descoberta anterior de um campo magnético passado que protegia o planeta da radiação cósmica e solar, juntas sugerem fortemente que Marte poderia ter tido os fatores ambientais para sustentar a vida. A avaliação da habitabilidade passada não é em si uma evidência de que a vida marciana realmente existiu. Se existisse, era provavelmente microbiana , existindo comunalmente em fluidos ou em sedimentos, de vida livre ou como biofilmes , respectivamente. A exploração de análogos terrestres fornece pistas sobre como e onde procurar por sinais de vida em Marte.

A impactite , que preserva sinais de vida na Terra, foi descoberta em Marte e pode conter sinais de vida antiga, se é que alguma vez existiu vida no planeta.

Em 7 de junho de 2018, a NASA anunciou que o rover Curiosity havia descoberto moléculas orgânicas em rochas sedimentares datadas de três bilhões de anos. A detecção de moléculas orgânicas em rochas indica que alguns dos blocos de construção para a vida estavam presentes.

Presente

É concebível que, se a vida existe (ou existiu) em Marte, a evidência da vida poderia ser encontrada, ou melhor preservada, na subsuperfície, longe das duras condições atuais da superfície. A vida atual em Marte, ou suas bioassinaturas, pode ocorrer quilômetros abaixo da superfície, ou em pontos geotérmicos subterrâneos, ou pode ocorrer alguns metros abaixo da superfície. A camada permafrost em Marte está apenas alguns centímetros abaixo da superfície, e salmouras salgadas podem ser líquidas alguns centímetros abaixo dela, mas não muito abaixo. A água está perto de seu ponto de ebulição mesmo nos pontos mais profundos da bacia de Hellas e, portanto, não pode permanecer líquida por muito tempo na superfície de Marte em seu estado atual, exceto após uma liberação repentina de água subterrânea.

Até agora, a NASA buscou uma estratégia de "seguir a água" em Marte e não procurou por bioassinaturas para a vida lá diretamente desde as missões Viking . O consenso dos astrobiólogos é que pode ser necessário acessar a subsuperfície marciana para encontrar ambientes habitáveis ​​atualmente.

Radiação cósmica

Em 1965, a sonda Mariner 4 descobriu que Marte não tinha um campo magnético global que protegesse o planeta da radiação cósmica e solar potencialmente fatal ; observações feitas no final da década de 1990 pela Mars Global Surveyor confirmaram esta descoberta. Os cientistas especulam que a falta de blindagem magnética ajudou o vento solar a soprar grande parte da atmosfera de Marte ao longo de vários bilhões de anos. Como resultado, o planeta ficou vulnerável à radiação do espaço por cerca de 4 bilhões de anos.

Recentes in situ dados de curiosidade sonda indica que a radiação ionizante a partir de raios cósmicos galácticos (GCR) e eventos de partículas solares (SPE) pode não ser um factor limitativo na avaliação de habitabilidade para a vida superfície actual em Marte. O nível de 76 mGy por ano medido pelo Curiosity é semelhante aos níveis dentro do ISS.

Efeitos cumulativos

O rover Curiosity mediu níveis de radiação ionizante de 76 mGy por ano. Este nível de radiação ionizante é esterilizante para a vida dormente na superfície de Marte. Ele varia consideravelmente em habitabilidade, dependendo de sua excentricidade orbital e da inclinação de seu eixo. Se a vida na superfície foi reanimada até 450.000 anos atrás, os rovers em Marte poderiam encontrar vida adormecida, mas ainda viável, a uma profundidade de um metro abaixo da superfície, de acordo com uma estimativa. Mesmo as células mais resistentes conhecidas não poderiam sobreviver à radiação cósmica perto da superfície de Marte, já que Marte perdeu sua magnetosfera e atmosfera protetora. Depois de mapear os níveis de radiação cósmica em várias profundidades de Marte, os pesquisadores concluíram que, com o tempo, qualquer vida nos primeiros metros da superfície do planeta seria morta por doses letais de radiação cósmica. A equipe calculou que o dano cumulativo ao DNA e RNA pela radiação cósmica limitaria a recuperação de células dormentes viáveis ​​em Marte a profundidades superiores a 7,5 metros abaixo da superfície do planeta. Mesmo as bactérias terrestres mais tolerantes à radiação sobreviveriam no estado de esporo dormente apenas 18.000 anos na superfície; a 2 metros - a maior profundidade que o rover ExoMars será capaz de alcançar - o tempo de sobrevivência seria de 90.000 a meio milhão de anos, dependendo do tipo de rocha.

Os dados coletados pelo instrumento detector de avaliação de radiação (RAD) a bordo do rover Curiosity revelaram que a dose absorvida medida é de 76 mGy / ano na superfície e que "a radiação ionizante influencia fortemente as composições e estruturas químicas, especialmente para água, sais e componentes sensíveis a redox, como moléculas orgânicas. " Independentemente da fonte de compostos orgânicos marcianos (meteóricos, geológicos ou biológicos), suas ligações de carbono são suscetíveis a quebrar e reconfigurar com os elementos circundantes por ionização de radiação de partículas carregadas. Estas estimativas melhoradas de radiação subterrânea fornecem uma visão sobre o potencial para a preservação de possíveis bioassinaturas orgânicas em função da profundidade, bem como dos tempos de sobrevivência de possíveis formas de vida microbiana ou bacteriana deixadas latentes abaixo da superfície. O relatório conclui que as "medições de superfície - e estimativas de subsuperfície - in situ - restringem a janela de preservação da matéria orgânica marciana após a exumação e exposição à radiação ionizante nos poucos metros superiores da superfície marciana".

Em setembro de 2017, a NASA relatou que os níveis de radiação na superfície do planeta Marte foram temporariamente duplicados e associados a uma aurora 25 vezes mais brilhante do que qualquer observada anteriormente, devido a uma grande e inesperada tempestade solar no meio do mês.

radiação Uv

Sobre a radiação ultravioleta, um relatório de 2014 conclui que "[O] ambiente de radiação ultravioleta marciano é rapidamente letal para micróbios não blindados, mas pode ser atenuado por tempestades de poeira globais e protegido completamente por <1 mm de regolito ou por outros organismos." Além disso, pesquisas laboratoriais publicadas em julho de 2017 demonstraram que os percloratos irradiados por UV causam um aumento de 10,8 vezes na morte celular em comparação com células expostas à radiação UV após 60 segundos de exposição. A profundidade de penetração da radiação UV nos solos está na faixa de submilímetro a milímetro e depende das propriedades do solo.

Percloratos

O regolito marciano é conhecido por conter um máximo de 0,5% (p / v) de perclorato (ClO 4 - ) que é tóxico para a maioria dos organismos vivos, mas uma vez que eles reduzem drasticamente o ponto de congelamento da água e alguns extremófilos podem usá-lo como um fonte de energia (veja Percloratos - Biologia ) e crescem em concentrações de até 30% (p / v) de perclorato de sódio , isso levou à especulação de qual seria sua influência na habitabilidade.

Uma pesquisa publicada em julho de 2017 mostra que, quando irradiados com um fluxo UV marciano simulado, os percloratos se tornam ainda mais letais para as bactérias ( bactericida ). Mesmo os esporos dormentes perderam a viabilidade em minutos. Além disso, dois outros compostos da superfície marciana, óxidos de ferro e peróxido de hidrogênio , agem em sinergia com os percloratos irradiados para causar um aumento de 10,8 vezes na morte celular quando comparados com células expostas à radiação UV após 60 segundos de exposição. Verificou-se também que silicatos abrasivos (quartzo e basalto) levam à formação de espécies reativas tóxicas de oxigênio . Os pesquisadores concluíram que "a superfície de Marte é letal para as células vegetativas e torna inabitável grande parte da superfície e das regiões próximas à superfície". Esta pesquisa demonstra que a superfície atual é mais inabitável do que se pensava e reforça a noção de inspecionar pelo menos alguns metros no solo para garantir que os níveis de radiação sejam relativamente baixos.

No entanto, o pesquisador Kennda Lynch descobriu o primeiro exemplo conhecido de um habitat contendo percloratos e bactérias redutoras de percloratos em um ambiente análogo: um paleolake em Pilot Valley, no deserto do Great Salt Lake , Utah. Ela tem estudado as bioassinaturas desses micróbios e espera que o rover Mars Perseverance encontre bioassinaturas correspondentes no local da cratera Jezero .

Linhas de inclinação recorrentes

As linhas de declive recorrentes (RSL) formam-se nas encostas voltadas para o sol em épocas do ano quando as temperaturas locais atingem acima do ponto de derretimento do gelo. As estrias crescem na primavera, alargam-se no final do verão e desaparecem no outono. Isso é difícil de modelar de qualquer outra forma, exceto quando envolve água líquida de alguma forma, embora as próprias estrias sejam consideradas um efeito secundário e não uma indicação direta da umidade do regolito. Embora agora se confirme que essas características envolvem água líquida de alguma forma, a água pode ser muito fria ou muito salgada para a vida. Presentemente, são tratadas como potencialmente habitáveis, como "Regiões Incertas, a serem tratadas como Regiões Especiais".). Eles eram suspeitos de envolver salmouras fluidas naquela época.

A disponibilidade termodinâmica da água ( atividade da água ) limita estritamente a propagação microbiana na Terra, particularmente em ambientes hipersalinos, e há indicações de que a força iônica da salmoura é uma barreira para a habitabilidade de Marte. Os experimentos mostram que a alta força iônica , levada a extremos em Marte pela ocorrência onipresente de íons divalentes, "torna esses ambientes inabitáveis, apesar da presença de água biologicamente disponível."

Fixação de nitrogênio

Depois do carbono, o nitrogênio é indiscutivelmente o elemento mais importante necessário para a vida. Assim, as medições de nitrato na faixa de 0,1% a 5% são necessárias para abordar a questão de sua ocorrência e distribuição. Há nitrogênio (como N 2 ) na atmosfera em níveis baixos, mas isso não é adequado para suportar a fixação de nitrogênio para incorporação biológica. O nitrogênio na forma de nitrato pode ser um recurso para a exploração humana, tanto como nutriente para o crescimento das plantas quanto para uso em processos químicos. Na Terra, os nitratos se correlacionam com os percloratos em ambientes desérticos, e isso também pode ser verdade em Marte. Espera-se que o nitrato seja estável em Marte e tenha se formado por choque térmico de impacto ou relâmpago de pluma vulcânica no antigo Marte.

Em 24 de março de 2015, a NASA relatou que o instrumento SAM no rover Curiosity detectou nitratos por meio do aquecimento de sedimentos superficiais. O nitrogênio no nitrato está em um estado "fixo", o que significa que está em uma forma oxidada que pode ser usada por organismos vivos . A descoberta apóia a noção de que o antigo Marte pode ter sido hospitaleiro para o resto da vida. Suspeita-se que todo nitrato em Marte seja uma relíquia, sem nenhuma contribuição moderna. A abundância de nitrato varia de não detecção a 681 ± 304 mg / kg nas amostras examinadas até o final de 2017. A modelagem indica que os filmes de água condensada transitória na superfície devem ser transportados para profundidades mais baixas (≈10 m), potencialmente transportando nitratos, onde estão abaixo da superfície microorganismos podem prosperar.

Em contraste, o fosfato, um dos nutrientes químicos considerados essenciais para a vida, está prontamente disponível em Marte.

Pressão baixa

Para complicar ainda mais as estimativas da habitabilidade da superfície marciana, está o fato de que muito pouco se sabe sobre o crescimento de microrganismos em pressões próximas às da superfície de Marte. Algumas equipes determinaram que algumas bactérias podem ser capazes de replicação celular até 25 mbar, mas isso ainda está acima das pressões atmosféricas encontradas em Marte (intervalo de 1-14 mbar). Em outro estudo, vinte e seis cepas de bactérias foram escolhidas com base em sua recuperação de instalações de montagem de espaçonaves, e apenas a cepa Serratia liquefaciens ATCC 27592 exibiu crescimento a 7 mbar, 0 ° C e atmosferas anóxicas enriquecidas com CO 2 .

Água líquida

A água líquida é uma condição necessária, mas não suficiente para a vida como os humanos a conhecem, já que a habitabilidade é função de uma infinidade de parâmetros ambientais. Água líquida não pode existir na superfície de Marte, exceto nas elevações mais baixas por minutos ou horas. A água líquida não aparece na própria superfície, mas pode se formar em quantidades minúsculas ao redor das partículas de poeira na neve aquecida pelo sol. Além disso, os antigos mantos de gelo equatorial abaixo do solo podem lentamente sublimar ou derreter, acessíveis a partir da superfície por meio de cavernas.

Marte - Utopia Planitia O
terreno recortado levou à descoberta de uma grande quantidade de gelo subterrâneo
água suficiente para encher o Lago Superior (22 de novembro de 2016)
Terreno marciano
Mapa de terreno

A água em Marte existe quase exclusivamente como gelo de água, localizado nas calotas polares de Marte e sob a superfície rasa de Marte, mesmo em latitudes mais temperadas. Uma pequena quantidade de vapor d'água está presente na atmosfera . Não há corpos de água líquida na superfície marciana porque sua pressão atmosférica na superfície é em média de 600 pascal (0,087 psi) - cerca de 0,6% da pressão média ao nível do mar da Terra - e porque a temperatura é muito baixa, (210 K (- 63 ° C)) levando ao congelamento imediato. Apesar disso, cerca de 3,8 bilhões de anos atrás, havia uma atmosfera mais densa , temperatura mais alta e uma grande quantidade de água líquida fluía na superfície, incluindo grandes oceanos.

Uma série de concepções artísticas sobre a cobertura hídrica anterior em Marte
Local de água subglacial no pólo sul de Marte (25 de julho de 2018)

Estima-se que os oceanos primordiais de Marte teriam coberto entre 36% e 75% do planeta. Em 22 de novembro de 2016, a NASA relatou ter encontrado uma grande quantidade de gelo subterrâneo na região Utopia Planitia de Marte. O volume de água detectado foi estimado em equivalente ao volume de água no Lago Superior . A análise dos arenitos marcianos, usando dados obtidos da espectrometria orbital, sugere que as águas que existiam anteriormente na superfície de Marte teriam uma salinidade muito alta para suportar a maior parte da vida semelhante à da Terra. Tosca et al. descobriram que a água marciana nos locais que estudaram tinha atividade de água , um w ≤ 0,78 a 0,86 - um nível fatal para a maioria da vida terrestre. Haloarchaea , no entanto, são capazes de viver em soluções hipersalinas, até o ponto de saturação.

Em junho de 2000, uma possível evidência da corrente líquida de água fluindo na superfície de Marte foi descoberta na forma de ravinas semelhantes a uma inundação. Imagens similares adicionais foram publicadas em 2006, feitas pelo Mars Global Surveyor , que sugeriam que a água ocasionalmente flui na superfície de Marte. As imagens mostraram mudanças nas paredes íngremes da cratera e depósitos de sedimentos, fornecendo a evidência mais forte de que a água corria por eles há alguns anos.

Há desacordo na comunidade científica quanto a se as manchas recentes de riachos foram ou não formadas por água líquida. Alguns sugerem que os fluxos eram apenas fluxos de areia seca. Outros sugerem que pode ser salmoura líquida perto da superfície, mas a origem exata da água e o mecanismo por trás de seu movimento não são conhecidos.

Em julho de 2018, os cientistas relataram a descoberta de um lago subglacial em Marte, 1,5 km (0,93 mi) abaixo da calota polar sul , e se estendendo lateralmente por cerca de 20 km (12 mi), o primeiro corpo de água estável conhecido no planeta. O lago foi descoberto usando o radar MARSIS a bordo do orbitador Mars Express , e os perfis foram coletados entre maio de 2012 e dezembro de 2015. O lago está centrado em 193 ° E, 81 ° S, uma área plana que não exibe nenhuma topografia peculiar características mas é rodeado por terrenos mais elevados, exceto no seu lado oriental, onde há uma depressão.

Sílica

O patch rico em sílica descoberto pelo Spirit rover

Em maio de 2007, o rover Spirit perturbou um pedaço de solo com sua roda inoperante, descobrindo uma área 90% rica em sílica . O recurso é uma reminiscência do efeito da água termal ou do vapor entrando em contato com as rochas vulcânicas. Os cientistas consideram isso como evidência de um ambiente anterior que pode ter sido favorável para a vida microbiana e teorizam que uma possível origem para a sílica pode ter sido produzida pela interação do solo com vapores ácidos produzidos pela atividade vulcânica na presença de água.

Com base em análogos da Terra, os sistemas hidrotérmicos em Marte seriam altamente atraentes por seu potencial de preservação de bioassinaturas orgânicas e inorgânicas . Por esta razão, os depósitos hidrotermais são considerados alvos importantes na exploração de evidências fósseis de vida marciana antiga.

Possíveis bioassinaturas

Em maio de 2017, a evidência da vida mais antiga conhecida em terra na Terra pode ter sido encontrada em géiserita de 3,48 bilhões de anos e outros depósitos minerais relacionados (frequentemente encontrados em torno de fontes termais e gêiseres ) descobertos no Cráton Pilbara, na Austrália Ocidental. Essas descobertas podem ser úteis para decidir onde melhor pesquisar os primeiros sinais de vida no planeta Marte.

Metano

O metano (CH 4 ) é quimicamente instável na atual atmosfera oxidante de Marte. Ele se quebraria rapidamente devido à radiação ultravioleta do Sol e às reações químicas com outros gases. Portanto, a presença persistente de metano na atmosfera pode implicar na existência de uma fonte para reposição contínua do gás.

Traços de metano, no nível de várias partes por bilhão (ppb), foram relatados pela primeira vez na atmosfera de Marte por uma equipe do Goddard Space Flight Center da NASA em 2003. Grandes diferenças nas abundâncias foram medidas entre as observações feitas em 2003 e 2006 , o que sugeriu que o metano estava concentrado localmente e provavelmente sazonal. Em 7 de junho de 2018, a NASA anunciou que detectou uma variação sazonal dos níveis de metano em Marte.

O ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), lançado em março de 2016, teve início em 21 de abril de 2018, para mapear a concentração e as fontes de metano na atmosfera, bem como seus produtos de decomposição como formaldeído e metanol . Em maio de 2019, o Trace Gas Orbiter mostrou que a concentração de metano está abaixo do nível detectável (<0,05 ppbv).

A curiosidade detectou uma variação sazonal cíclica no metano atmosférico.

Os principais candidatos para a origem do metano de Marte incluem processos não biológicos, como reações água- rocha, radiólise de água e formação de pirita , todos os quais produzem H 2 que poderia então gerar metano e outros hidrocarbonetos através da síntese Fischer-Tropsch com CO e CO 2 . Também foi demonstrado que o metano pode ser produzido por um processo que envolve água, dióxido de carbono e o mineral olivina , que é conhecido por ser comum em Marte. Embora as fontes geológicas de metano, como a serpentinização, sejam possíveis, a falta de vulcanismo atual , atividade hidrotérmica ou hotspots não são favoráveis ​​ao metano geológico.

Microrganismos vivos , como metanógenos , são outra fonte possível, mas nenhuma evidência da presença de tais organismos foi encontrada em Marte, até junho de 2019, quando o metano foi detectado pelo rover Curiosity . Os metanogênios não requerem oxigênio ou nutrientes orgânicos, não são fotossintéticos, usam hidrogênio como fonte de energia e dióxido de carbono (CO 2 ) como fonte de carbono, de modo que poderiam existir em ambientes subterrâneos de Marte. Se a vida microscópica marciana está produzindo o metano, provavelmente ele reside bem abaixo da superfície, onde ainda está quente o suficiente para a existência de água líquida.

Desde a descoberta de metano na atmosfera em 2003, alguns cientistas têm projetado modelos e experimentos in vitro testando o crescimento de bactérias metanogênicas em solo marciano simulado, onde todas as quatro cepas de metano testadas produziram níveis substanciais de metano, mesmo na presença de 1,0 peso % de sal de perclorato .

Uma equipe liderada por Levin sugeriu que ambos os fenômenos - produção e degradação de metano - poderiam ser explicados por uma ecologia de microorganismos produtores e consumidores de metano.

Distribuição de metano na atmosfera de Marte no hemisfério norte durante o verão

Pesquisa da Universidade de Arkansas apresentada em junho de 2015 sugeriu que alguns metanógenos poderiam sobreviver na baixa pressão de Marte. Rebecca Mickol descobriu que em seu laboratório, quatro espécies de metanógenos sobreviveram a condições de baixa pressão que eram semelhantes a um aquífero líquido subterrâneo em Marte. As quatro espécies que ela testou foram Methanothermobacter wolfeii , Methanosarcina barkeri , Methanobacterium formicicum e Methanococcus maripaludis . Em junho de 2012, os cientistas relataram que medir a proporção dos níveis de hidrogênio e metano em Marte pode ajudar a determinar a probabilidade de vida em Marte. De acordo com os cientistas, "baixas razões H 2 / CH 4 (menos de aproximadamente 40)" indicariam "que a vida provavelmente está presente e ativa". As proporções observadas na atmosfera marciana inferior foram "aproximadamente 10 vezes" maiores ", sugerindo que os processos biológicos podem não ser responsáveis ​​pelo CH 4 observado ". Os cientistas sugeriram medir o fluxo de H 2 e CH 4 na superfície marciana para uma avaliação mais precisa. Outros cientistas relataram recentemente métodos de detecção de hidrogênio e metano em atmosferas extraterrestres .

Mesmo que as missões do rover determinem que a vida microscópica marciana é a fonte sazonal do metano, as formas de vida provavelmente residem bem abaixo da superfície, fora do alcance do rover.

Formaldeído

Em fevereiro de 2005, foi anunciado que a Planetary Fourier Spectrometer (PFS) na Agência Espacial Europeia 's Mars Express Orbiter detectou vestígios de formaldeído na atmosfera de Marte . Vittorio Formisano, diretor da PFS, especulou que o formaldeído poderia ser o subproduto da oxidação do metano e, segundo ele, forneceria evidências de que Marte é extremamente geologicamente ativo ou abrigaria colônias de vida microbiana. Os cientistas da NASA consideram as descobertas preliminares que valem um acompanhamento, mas também rejeitaram as alegações de vida.

Experimentos biológicos da sonda Viking

O programa Viking dos anos 1970 colocou duas sondas idênticas na superfície de Marte com a tarefa de procurar bioassinaturas de vida microbiana na superfície. Dos quatro experimentos realizados por cada módulo de pouso Viking, apenas o experimento 'Liberação Marcada' (LR) deu um resultado positivo para o metabolismo , enquanto os outros três não detectaram compostos orgânicos . O LR foi um experimento específico projetado para testar apenas um aspecto crítico estritamente definido da teoria sobre a possibilidade de vida em Marte; portanto, os resultados gerais foram declarados inconclusivos. Nenhuma missão da sonda Mars encontrou traços significativos de biomoléculas ou bioassinaturas . A alegação de vida microbiana existente em Marte é baseada em dados antigos coletados pelas sondas Viking, atualmente reinterpretadas como evidência suficiente de vida, principalmente por Gilbert Levin , Joseph D. Miller, Navarro, Giorgio Bianciardi e Patricia Ann Straat , que a Viking LR experimentos detectaram vida microbiana existente em Marte.

Avaliações publicadas em dezembro de 2010 por Rafael Navarro-Gonzáles indicam que compostos orgânicos "poderiam estar presentes" no solo analisado por Viking 1 e 2. O estudo determinou que o perclorato - descoberto em 2008 pela sonda Phoenix - pode destruir compostos orgânicos quando aquecido , e produzem clorometano e diclorometano como subproduto, os compostos de cloro idênticos descobertos por ambas as sondas Viking quando realizaram os mesmos testes em Marte. Como o perclorato teria decomposto qualquer composto orgânico marciano, a questão de se a Viking encontrou ou não compostos orgânicos ainda está em aberto.

A evidência do Labeled Release não foi geralmente aceita inicialmente e, até hoje, carece do consenso da comunidade científica.

Meteoritos

Em 2018, havia 224 meteoritos marcianos conhecidos (alguns dos quais foram encontrados em vários fragmentos). Eles são valiosos porque são as únicas amostras físicas de Marte disponíveis para os laboratórios ligados à Terra. Alguns pesquisadores argumentaram que as características morfológicas microscópicas encontradas no ALH84001 são biomorfos , no entanto, essa interpretação tem sido altamente controversa e não é apoiada pela maioria dos pesquisadores da área.

Sete critérios foram estabelecidos para o reconhecimento de vidas passadas em amostras geológicas terrestres. Esses critérios são:

  1. O contexto geológico da amostra é compatível com a vida passada?
  2. A idade da amostra e sua localização estratigráfica são compatíveis com a vida possível?
  3. A amostra contém evidências de morfologia celular e colônias?
  4. Há alguma evidência de biominerais apresentando desequilíbrios químicos ou minerais?
  5. Existe alguma evidência de padrões de isótopos estáveis ​​exclusivos da biologia?
  6. Existem biomarcadores orgânicos presentes?
  7. Os recursos são nativos da amostra?

Para aceitação geral de vidas passadas em uma amostra geológica, essencialmente a maioria ou todos esses critérios devem ser atendidos. Todos os sete critérios ainda não foram cumpridos para nenhuma das amostras marcianas.

ALH84001

Um microscópio eletrônico revela estruturas semelhantes a bactérias no fragmento de meteorito ALH84001

Em 1996, o meteorito marciano ALH84001 , um espécime muito mais antigo do que a maioria dos meteoritos marcianos recuperados até agora, recebeu atenção considerável quando um grupo de cientistas da NASA liderado por David S. McKay relatou características microscópicas e anomalias geoquímicas que eles considerada melhor explicada pelo fato de a rocha ter hospedado bactérias marcianas no passado distante. Algumas dessas características se assemelhavam a bactérias terrestres, além de serem muito menores do que qualquer forma de vida conhecida. Muita controvérsia surgiu sobre esta afirmação e, finalmente, todas as evidências que a equipe de McKay citou como evidência de vida foram consideradas explicáveis ​​por processos não biológicos. Embora a comunidade científica tenha rejeitado amplamente a alegação de que ALH 84001 contém evidências da antiga vida marciana, a controvérsia associada a ela agora é vista como um momento historicamente significativo no desenvolvimento da exobiologia.

Nakhla

O meteorito Nakhla caiu na Terra em 28 de junho de 1911, na localidade de Nakhla, Alexandria , Egito.

Em 1998, uma equipe do Johnson Space Center da NASA obteve uma pequena amostra para análise. Os pesquisadores encontraram fases de alteração aquosas pré-terrestres e objetos de tamanho e forma consistentes com nanobactérias fossilizadas na Terra . A análise com cromatografia gasosa e espectrometria de massa (GC-MS) estudou seus hidrocarbonetos aromáticos policíclicos de alto peso molecular em 2000, e os cientistas da NASA concluíram que até 75% dos compostos orgânicos em Nakhla "podem não ser contaminação terrestre recente".

Isso causou interesse adicional neste meteorito, então, em 2006, a NASA conseguiu obter uma amostra adicional e maior do Museu de História Natural de Londres. Nesta segunda amostra, um grande conteúdo de carbono dendrítico foi observado. Quando os resultados e evidências foram publicados em 2006, alguns pesquisadores independentes afirmaram que os depósitos de carbono são de origem biológica. Foi observado que, uma vez que o carbono é o quarto elemento mais abundante no Universo , encontrá-lo em padrões curiosos não é indicativo ou sugestivo de origem biológica.

Shergotty

O meteorito Shergotty , um meteorito marciano de 4 kg (8,8 lb), caiu na Terra em Shergotty , Índia, em 25 de agosto de 1865, e foi recuperado por testemunhas quase imediatamente. É composto principalmente de piroxênio e acredita-se que tenha sofrido alterações aquosas pré-terrestres por vários séculos. Certas características em seu interior sugerem resquícios de um biofilme e suas comunidades microbianas associadas.

Yamato 000593

Yamato 000593 é o segundo maior meteorito de Marte encontrado na Terra. Estudos sugerem que o meteorito marciano foi formado há cerca de 1,3 bilhão de anos a partir de um fluxo de lava em Marte . Um impacto ocorreu em Marte cerca de 12 milhões de anos atrás e ejetou o meteorito da superfície marciana para o espaço . O meteorito pousou na Terra na Antártica cerca de 50.000 anos atrás. A massa do meteorito é de 13,7 kg (30 lb) e descobriu-se que ele contém evidências de movimento de água no passado . Em um nível microscópico, esferas são encontradas no meteorito que são ricas em carbono em comparação com as áreas circundantes que não possuem tais esferas. As esferas ricas em carbono podem ter sido formadas por atividade biótica de acordo com os cientistas da NASA.

Estruturas semelhantes a icnofósseis

As interações organismo-substrato e seus produtos são bioassinaturas importantes na Terra, pois representam evidências diretas do comportamento biológico. Foi a recuperação de produtos fossilizados de interações vida-substrato (icnofósseis) que revelou atividades biológicas no início da história da vida na Terra, por exemplo, tocas proterozóicas, microborings arqueanos e estromatólitos. Duas importantes estruturas semelhantes a icnofósseis foram relatadas em Marte, ou seja, as estruturas em forma de bastão de Vera Rubin Ridge e os microtúneis de meteoritos marcianos.

As observações em Vera Rubin Ridge pelo Mars Space Laboratory rover Curiosity mostram estruturas alongadas e milimétricas preservadas em rochas sedimentares depositadas em ambientes flúvio-lacustres dentro da cratera Gale. Os dados morfométricos e topológicos são exclusivos das estruturas semelhantes a bastões entre as características geológicas marcianas e mostram que os icnofósseis estão entre os análogos morfológicos mais próximos dessas características únicas. No entanto, os dados disponíveis não podem refutar totalmente duas hipóteses abióticas principais, que são rachaduras sedimentares e crescimento de cristal evaporítico como processos genéticos para as estruturas.

Microtúneis foram descritos a partir de meteoritos marcianos. Eles consistem em microtúneis retos a curvos que podem conter áreas de maior abundância de carbono. A morfologia dos microtúneis curvos é consistente com traços biogênicos na Terra, incluindo traços de microbioerosão observados em vidros basálticos. Mais estudos são necessários para confirmar a biogenicidade.

Gêiseres

Conceito artístico que mostra jatos carregados de areia irrompem de gêiseres em Marte.
Close de manchas escuras de dunas, provavelmente criadas por erupções frias semelhantes a gêiseres.

O congelamento sazonal e o degelo da calota polar sul resultam na formação de canais radiais semelhantes a aranhas esculpidos em gelo de 1 metro de espessura pela luz solar. Então, o CO 2 sublimado - e provavelmente a água - aumenta a pressão em seu interior, produzindo erupções semelhantes a gêiseres de fluidos frios, muitas vezes misturados com areia basáltica escura ou lama. Este processo é rápido, observado acontecendo no espaço de alguns dias, semanas ou meses, uma taxa de crescimento bastante incomum em geologia - especialmente para Marte.

Uma equipe de cientistas húngaros propõe que as características mais visíveis dos gêiseres, manchas escuras de dunas e canais de aranha, podem ser colônias de microrganismos marcianos fotossintéticos , que durante o inverno sob a calota polar, e conforme a luz do sol retorna ao pólo durante o início da primavera, a luz penetra no gelo, os microrganismos fotossintetizam e aquecem seus arredores imediatos. Uma bolsa de água líquida, que normalmente evaporaria instantaneamente na fina atmosfera marciana, está presa ao redor deles pelo gelo sobrejacente. À medida que essa camada de gelo se afina, os microrganismos aparecem em tons de cinza. Quando a camada derrete completamente, os microrganismos secam rapidamente e tornam-se pretos, rodeados por uma auréola cinza. Os cientistas húngaros acreditam que mesmo um processo complexo de sublimação é insuficiente para explicar a formação e evolução das manchas escuras de dunas no espaço e no tempo. Desde sua descoberta, o escritor de ficção Arthur C. Clarke promoveu essas formações como merecedoras de estudo de uma perspectiva astrobiológica .

Uma equipe multinacional europeia sugere que, se a água líquida estiver presente nos canais das aranhas durante seu ciclo anual de degelo, elas podem fornecer um nicho onde certas formas microscópicas de vida poderiam ter se retraído e se adaptado enquanto protegidas da radiação solar. Uma equipe britânica também considera a possibilidade de que matéria orgânica , micróbios ou mesmo plantas simples possam coexistir com essas formações inorgânicas, especialmente se o mecanismo incluir água líquida e uma fonte de energia geotérmica . Eles também observam que a maioria das estruturas geológicas pode ser explicada sem invocar qualquer hipótese orgânica de "vida em Marte". Foi proposto desenvolver a sonda Mars Geyser Hopper para estudar os gêiseres de perto.

Contaminação frontal

A proteção planetária de Marte visa prevenir a contaminação biológica do planeta. Um dos principais objetivos é preservar o registro planetário dos processos naturais, evitando introduções microbianas causadas pelo homem, também chamadas de contaminação direta . Há evidências abundantes sobre o que pode acontecer quando organismos de regiões da Terra que foram isolados uns dos outros por períodos significativos de tempo são introduzidos no ambiente uns dos outros. As espécies restritas em um ambiente podem prosperar - muitas vezes fora de controle - em outro ambiente, em detrimento das espécies originais que estavam presentes. De certa forma, esse problema poderia ser agravado se as formas de vida de um planeta fossem introduzidas na ecologia totalmente alienígena de outro mundo.

A principal preocupação da contaminação de Marte por hardware deriva da esterilização incompleta da nave espacial de algumas bactérias terrestres resistentes ( extremófilos ), apesar dos melhores esforços. O hardware inclui pousadores, sondas acidentadas, descarte de hardware no final da missão e pouso forçado de entrada, descida e sistemas de pouso. Isso levou a pesquisas sobre as taxas de sobrevivência de microrganismos resistentes à radiação, incluindo as espécies Deinococcus radiodurans e os gêneros Brevundimonas , Rhodococcus e Pseudomonas sob condições marcianas simuladas. Os resultados de um desses experimentos de irradiação experimental, combinados com modelagem de radiação anterior, indicam que Brevundimonas sp. MV.7 colocado apenas 30 cm de profundidade na poeira marciana poderia sobreviver à radiação cósmica por até 100.000 anos antes de sofrer uma redução populacional de 10 6 . Os ciclos diurnos semelhantes a Marte em temperatura e umidade relativa afetaram a viabilidade das células de Deinococcus radiodurans de forma bastante severa. Em outras simulações, Deinococcus radiodurans também não cresceu sob baixa pressão atmosférica, abaixo de 0 ° C, ou na ausência de oxigênio.

Sobrevivência em condições marcianas simuladas

Desde a década de 1950, os pesquisadores têm usado recipientes que simulam as condições ambientais em Marte para determinar a viabilidade de uma variedade de formas de vida em Marte. Tais dispositivos, chamados " jarros de Marte " ou "câmaras de simulação de Marte", foram descritos e usados ​​pela primeira vez na pesquisa da Força Aérea dos Estados Unidos na década de 1950 por Hubertus Strughold , e popularizados na pesquisa civil por Joshua Lederberg e Carl Sagan .

Em 26 de abril de 2012, os cientistas relataram que um líquen extremófilo sobreviveu e mostrou resultados notáveis ​​na capacidade de adaptação da atividade fotossintética dentro do tempo de simulação de 34 dias sob condições marcianas no Laboratório de Simulação de Marte (MSL) mantido pelo Centro Aeroespacial Alemão (DLR ) A capacidade de sobreviver em um ambiente não é o mesmo que a capacidade de prosperar, reproduzir e evoluir nesse mesmo ambiente, necessitando de estudos mais aprofundados.

Embora vários estudos apontem para a resistência a algumas das condições de Marte, eles o fazem separadamente, e nenhum considerou toda a gama de condições da superfície marciana, incluindo temperatura, pressão, composição atmosférica, radiação, umidade, regolito oxidante e outros, todos no ao mesmo tempo e em combinação. Simulações de laboratório mostram que sempre que vários fatores letais são combinados, as taxas de sobrevivência despencam rapidamente.

Salinidade e temperatura da água

Astrobiólogos financiados pela NASA estão pesquisando os limites da vida microbiana em soluções com altas concentrações de sal em baixa temperatura. Qualquer corpo de água líquida sob as calotas polares ou subterrâneas provavelmente existe sob alta pressão hidrostática e tem uma concentração significativa de sal. Eles sabem que o local de pouso da aterrissagem Phoenix foi encontrado para ser regolito cimentado com gelo de água e sais, e as amostras de solo provavelmente continham sulfato de magnésio, perclorato de magnésio, perclorato de sódio, perclorato de potássio, cloreto de sódio e carbonato de cálcio. Bactérias terrestres capazes de crescer e se reproduzir na presença de soluções altamente salgadas, chamadas halófilas ou "amantes do sal", foram testadas para sobrevivência usando sais comumente encontrados em Marte e em temperaturas decrescentes. As espécies testadas incluem Halomonas , Marinococcus , Nesterenkonia e Virgibacillus . Simulações de laboratório mostram que sempre que vários fatores ambientais marcianos são combinados, as taxas de sobrevivência despencam rapidamente, no entanto, as bactérias halófilas foram cultivadas em um laboratório em soluções de água contendo mais de 25% dos sais comuns em Marte e, a partir de 2019, os experimentos irão incorporar exposição a baixa temperatura, sais e alta pressão.

Missões

Mars-2

Mars-1 foi a primeira espaçonave lançada a Marte em 1962, mas a comunicação foi perdida durante a rota para Marte. Com Mars-2 e Mars-3 em 1971–1972, foram obtidas informações sobre a natureza das rochas superficiais e perfis de altitude da densidade superficial do solo, sua condutividade térmica e anomalias térmicas detectadas na superfície de Marte. O programa descobriu que sua calota polar norte tem uma temperatura abaixo de -110 ° C (-166 ° F) e que o conteúdo de vapor de água na atmosfera de Marte é cinco mil vezes menor do que na Terra. Nenhum sinal de vida foi encontrado.

Mariner 4

Cratera Mariner, vista pela Mariner 4 em 1965. Imagens como esta sugeriam que Marte é muito seco para qualquer tipo de vida.
Ilhas aerodinâmicas vistas pelo orbitador Viking mostraram que grandes inundações ocorreram em Marte. A imagem está localizada no quadrângulo de Lunae Palus .

A sonda Mariner 4 realizou o primeiro sobrevôo bem-sucedido do planeta Marte, retornando as primeiras imagens da superfície marciana em 1965. As fotografias mostravam um Marte árido sem rios, oceanos ou qualquer sinal de vida. Além disso, revelou que a superfície (pelo menos as partes que fotografou) estava coberta por crateras, indicando uma falta de placas tectônicas e intemperismo de qualquer tipo nos últimos 4 bilhões de anos. A sonda também descobriu que Marte não tem um campo magnético global que protegeria o planeta de raios cósmicos potencialmente fatais . A sonda foi capaz de calcular a pressão atmosférica no planeta em cerca de 0,6 kPa (em comparação com 101,3 kPa da Terra), o que significa que a água líquida não poderia existir na superfície do planeta. Depois da Mariner 4, a busca por vida em Marte mudou para uma busca por organismos vivos semelhantes a bactérias, em vez de organismos multicelulares, já que o ambiente era claramente muito hostil para eles.

Viking orbiters

A água líquida é necessária para a vida e o metabolismo conhecidos , portanto, se a água estava presente em Marte, as chances de ela ter sustentado vida podem ter sido determinantes. Os orbitadores Viking encontraram evidências de possíveis vales de rios em muitas áreas, erosão e, no hemisfério sul, riachos ramificados.

Experimentos biológicos Viking

A principal missão das sondas Viking em meados da década de 1970 era realizar experimentos destinados a detectar microorganismos em solo marciano porque as condições favoráveis ​​para a evolução dos organismos multicelulares cessaram há cerca de quatro bilhões de anos em Marte. Os testes foram formulados para procurar vida microbiana semelhante à encontrada na Terra. Dos quatro experimentos, apenas o experimento Labeled Release (LR) retornou um resultado positivo, mostrando aumento na produção de 14 CO 2 na primeira exposição do solo à água e nutrientes. Todos os cientistas concordam em dois pontos das missões Viking: que o 14 CO 2 radiomarcado foi desenvolvido no experimento de Liberação Rotulada, e que o GCMS não detectou nenhuma molécula orgânica. Existem interpretações muito diferentes do que esses resultados implicam: Um livro de astrobiologia de 2011 observa que o GCMS foi o fator decisivo devido ao qual "Para a maioria dos cientistas Viking, a conclusão final foi que as missões Viking falharam em detectar vida no solo marciano . "

Norman Horowitz foi o chefe da seção de biociências do Jet Propulsion Laboratory para as missões Mariner e Viking de 1965 a 1976. Horowitz considerou que a grande versatilidade do átomo de carbono o torna o elemento com maior probabilidade de fornecer soluções, mesmo exóticas, para os problemas de sobrevivência da vida em outros planetas. No entanto, ele também considerou que as condições encontradas em Marte eram incompatíveis com a vida baseada no carbono.

Um dos designers do experimento Labeled Release, Gilbert Levin , acredita que seus resultados são um diagnóstico definitivo para a vida em Marte. A interpretação de Levin é contestada por muitos cientistas. Um livro de astrobiologia de 2006 observou que "Com amostras terrestres não esterilizadas, no entanto, a adição de mais nutrientes após a incubação inicial produziria ainda mais gás radioativo, pois as bactérias dormentes entraram em ação para consumir a nova dose de alimento. Isso não era verdade para o solo marciano; em Marte, a segunda e a terceira injeções de nutrientes não produziram nenhuma liberação adicional de gás rotulado. " Outros cientistas argumentam que os superóxidos no solo poderiam ter produzido esse efeito sem a presença de vida. Um consenso quase geral descartou os dados do Labeled Release como evidência de vida, porque o cromatógrafo de gás e o espectrômetro de massa, projetados para identificar a matéria orgânica natural , não detectavam moléculas orgânicas. Mais recentemente, altos níveis de produtos químicos orgânicos , particularmente clorobenzeno , foram detectados no pó perfurado de uma das rochas, denominado " Cumberland ", analisado pelo rover Curiosity . Os resultados da missão Viking relativos à vida são considerados pela comunidade geral de especialistas como inconclusivos.

Em 2007, durante um Seminário do Laboratório Geofísico do Carnegie Institution (Washington, DC, EUA), a investigação de Gilbert Levin foi avaliada mais uma vez. Levin ainda afirma que seus dados originais estavam corretos, já que os experimentos de controle positivo e negativo estavam em ordem. Além disso, a equipe de Levin, em 12 de abril de 2012, relatou uma especulação estatística, baseada em dados antigos - reinterpretados matematicamente por meio de análise de agrupamento - dos experimentos de Liberação Rotulada , que podem sugerir evidências de "vida microbiana existente em Marte". Os críticos afirmam que o método ainda não se provou eficaz para diferenciar os processos biológicos dos não biológicos na Terra, portanto é prematuro tirar quaisquer conclusões.

Uma equipe de pesquisa da Universidade Nacional Autônoma do México chefiada por Rafael Navarro-González concluiu que o equipamento GCMS (TV-GC-MS) usado pelo programa Viking para buscar moléculas orgânicas pode não ser sensível o suficiente para detectar baixos níveis de orgânicos . Klaus Biemann , o principal investigador do experimento GCMS em Viking, escreveu uma réplica. Devido à simplicidade do manuseio de amostras, TV – GC – MS ainda é considerado o método padrão para detecção orgânica em futuras missões a Marte, então Navarro-González sugere que o projeto de futuros instrumentos orgânicos para Marte deve incluir outros métodos de detecção.

Após a descoberta de percloratos em Marte pela sonda Phoenix , praticamente a mesma equipe de Navarro-González publicou um artigo argumentando que os resultados Viking GCMS foram comprometidos pela presença de percloratos. Um livro de astrobiologia de 2011 observa que "embora o perclorato seja um oxidante muito pobre para reproduzir os resultados LR (nas condições desse experimento, o perclorato não oxida os orgânicos), ele oxida e, portanto, destrói os orgânicos nas temperaturas mais altas usadas no Viking Experiência GCMS. " Biemann também escreveu um comentário crítico a este artigo de Navarro-González, ao qual este último respondeu; a troca foi publicada em dezembro de 2011.

Lander Phoenix , 2008

Um conceito artístico da espaçonave Phoenix

A missão Phoenix pousou uma espaçonave robótica na região polar de Marte em 25 de maio de 2008 e operou até 10 de novembro de 2008. Um dos dois objetivos principais da missão era procurar uma "zona habitável" no rególito marciano onde fosse microbiana a vida poderia existir, sendo o outro objetivo principal estudar a história geológica da água em Marte. A sonda tem um braço robótico de 2,5 metros que foi capaz de cavar trincheiras rasas no regolito. Houve um experimento eletroquímico que analisou os íons no regolito e a quantidade e tipo de antioxidantes em Marte. Os dados do programa Viking indicam que os oxidantes em Marte podem variar com a latitude, observando que o Viking 2 viu menos oxidantes do que o Viking 1 em sua posição mais ao norte. Phoenix pousou ainda mais ao norte. Os dados preliminares da Phoenix revelaram que o solo de Marte contém perclorato e, portanto, pode não ser tão favorável à vida como se pensava anteriormente. O pH e o nível de salinidade foram considerados benignos do ponto de vista da biologia. Os analisadores também indicaram a presença de água e CO 2 ligados . Uma análise recente do meteorito marciano EETA79001 encontrou 0,6 ppm ClO 4 - , 1,4 ppm ClO 3 - e 16 ppm NO 3 - , provavelmente de origem marciana. O ClO 3 - sugere a presença de outros oxicloros altamente oxidantes, como o ClO 2 - ou ClO, produzidos tanto pela oxidação do Cl no UV quanto pela radiólise por raios X do ClO 4 - . Assim, apenas produtos orgânicos altamente refratários e / ou bem protegidos (sub-superfície) têm probabilidade de sobreviver. Além disso, análises recentes do Phoenix WCL mostraram que o Ca (ClO 4 ) 2 no solo de Phoenix não interagiu com água líquida de qualquer forma, talvez por até 600 Myr. Se tivesse, o Ca (ClO 4 ) 2 altamente solúvel em contato com a água líquida teria formado apenas CaSO 4 . Isso sugere um ambiente severamente árido, com mínima ou nenhuma interação de água líquida.

Curiosity rover auto-retrato

Mars Science Laboratory

A missão Mars Science Laboratory é um projeto da NASA que lançou em 26 de novembro de 2011, o rover Curiosity , um veículo robótico movido a energia nuclear, com instrumentos projetados para avaliar as condições de habitabilidade passadas e presentes em Marte. O rover Curiosity pousou em Marte, em Aeolis Palus, na cratera Gale , perto de Aeolis Mons (também conhecido como Mount Sharp), em 6 de agosto de 2012.

Em 16 de dezembro de 2014, a NASA relatou que o rover Curiosity detectou um "pico dez vezes maior", provavelmente localizado, na quantidade de metano na atmosfera marciana . Medições de amostra feitas "uma dúzia de vezes ao longo de 20 meses" mostraram aumentos no final de 2013 e no início de 2014, com média de "7 partes de metano por bilhão na atmosfera". Antes e depois disso, as leituras eram em média cerca de um décimo desse nível. Além disso, baixos níveis de clorobenzeno ( C
6
H
5
Cl
), foram detectados em pó perfurado em uma das rochas, denominado " Cumberland ", analisado pelo rover Curiosity . Mars 2020 rover Mars 2020 - O rover Mars 2020 é uma missão planetária rover da NASA , lançada em 30 de julho de 2020. Destina-se a investigar um ambiente antigo astrobiologicamente relevante em Marte, investigar seus processos geológicos de superfície e sua história, incluindo a avaliação de sua habitabilidade passada e potencial para preservação de bioassinaturas em materiais geológicos acessíveis.

Medições de metano na atmosfera de Marte
pelo
rover Curiosity (agosto de 2012 a setembro de 2014).
Metano (CH 4 ) em Marte - fontes e sumidouros potenciais.
Comparação de compostos orgânicos em rochas marcianas - os níveis de clorobenzeno foram muito mais elevados na amostra de rocha " Cumberland ".
Detecção de compostos orgânicos na amostra de rocha " Cumberland ".
Análise de amostra em Marte (SAM) da rocha "Cumberland" .

Futuras missões de astrobiologia

  • ExoMars é um programa multi-nave espacial liderado pela Europa atualmente em desenvolvimento pela Agência Espacial Europeia (ESA) e pela Agência Espacial Federal Russa para lançamento em 2016 e 2020. Sua principal missão científica será pesquisar possíveis bioassinaturas em Marte, no passado ou presente. Um rover com uma broca de núcleo de 2 m (6,6 pés) será usado para amostrar várias profundidades abaixo da superfície onde a água líquida pode ser encontrada e onde microorganismos ou bioassinaturas orgânicas podem sobreviver à radiação cósmica .
  • Missão de retorno de amostra a Marte - O melhor experimento de detecção de vida proposto é o exame na Terra de uma amostra de solo de Marte. No entanto, a dificuldade de fornecer e manter o suporte de vida ao longo dos meses de trânsito de Marte à Terra ainda precisa ser resolvida. Fornecer requisitos ambientais e nutricionais ainda desconhecidos é assustador, então concluiu-se que "investigar compostos orgânicos à base de carbono seria uma das abordagens mais frutíferas para buscar sinais potenciais de vida em amostras devolvidas, em oposição às abordagens baseadas em cultura."

Colonização humana de Marte

Algumas das principais razões para colonizar Marte incluem interesses econômicos, pesquisa científica de longo prazo melhor realizada por humanos em oposição a sondas robóticas e pura curiosidade. Condições de superfície e a presença de água em Marte fazê-lo sem dúvida o mais hospitaleiro dos planetas do Sistema Solar , além da Terra. A colonização humana de Marte exigiria a utilização de recursos in situ ( ISRU ); Um relatório da NASA afirma que "as tecnologias de fronteira aplicáveis ​​incluem robótica, inteligência de máquina, nanotecnologia, biologia sintética, impressão 3-D / manufatura aditiva e autonomia. Essas tecnologias combinadas com os vastos recursos naturais devem permitir ISRU pré e pós-chegada humana para aumentar muito a confiabilidade e a segurança e reduzir o custo da colonização humana de Marte. "

Mapa interativo de Marte

Acheron Fossae Acidalia Planitia Alba Mons Amazonis Planitia Aonia Planitia Arabia Terra Arcadia Planitia Argentea Planum Argyre Planitia Chryse Planitia Claritas Fossae Cydonia Mensae Daedalia Planum Elysium Mons Elysium Planitia Gale crater Hadriaca Patera Hellas Montes Hellas Planitia Hesperia Planum Holden crater Icaria Planum Isidis Planitia Jezero crater Lomonosov crater Lucus Planum Lycus Sulci Lyot crater Lunae Planum Malea Planum Maraldi crater Mareotis Fossae Mareotis Tempe Margaritifer Terra Mie crater Milankovič crater Nepenthes Mensae Nereidum Montes Nilosyrtis Mensae Noachis Terra Olympica Fossae Olympus Mons Planum Australe Promethei Terra Protonilus Mensae Sirenum Sisyphi Planum Solis Planum Syria Planum Tantalus Fossae Tempe Terra Terra Cimmeria Terra Sabaea Terra Sirenum Tharsis Montes Tractus Catena Tyrrhen Terra Ulysses Patera Uranius Patera Utopia Planitia Valles Marineris Vastitas Borealis Xanthe TerraMapa de Marte
A imagem acima contém links clicáveisMapa de imagem interativo da topografia global de Marte . Passe o mouse sobre a imagem para ver os nomes de mais de 60 características geográficas proeminentes e clique para criar um link para elas. A coloração do mapa base indica elevações relativas , com base nos dados do Mars Orbiter Laser Altimeter no Mars Global Surveyor da NASA . Brancos e marrons indicam as maiores elevações (+12 a +8 km ); seguido por rosas e vermelhos (+8 a +3 km ); amarelo é0 km ; verdes e azuis são elevações mais baixas (até-8 km ). Os eixos são latitude e longitude ; As regiões polares são anotadas.


Veja também

Notas

Referências

links externos