ASTROBIOLOGIA: NOVOS RESULTADOS DA PROCURA POR VIDA EXTRATERRESTRE

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1 ASTROBIOLOGIA: NOVOS RESULTADOS DA PROCURA POR VIDA EXTRATERRESTRE Antonio de Morais (Representante Regional (Brasil) da International Society for the Study of the Origin of Life (ISSOL); Esta Sociedade é composta por pesquisadores das agências espaciais americana, européia e russa, e de universidades americanas, européias, russas, etc.) Origem da Vida

2 1. Introdução Histórica: Desde a Antiguidade (milênios antes de Cristo) têm-se a idéia errônea de seres vindos do céu, que visitam nossas terras e de que alguma forma entram em contato conosco. Essas estórias, lendas, mitos chegaram até nós atualmente através de registros falados e escritos como em pinturas em cavernas, escrita cuneiforme, hieróglifos e em passagens na Bíblia. Além disso, os Antigos acreditavam que os astros do céu, isto é, o Sol, a Lua, as estrelas e os planetas eram deuses que estavam totalmente e inteiramente ligados à vida quotidiana das pessoas na Terra: no amor, na caça e na agricultura, nos sentimentos, na guerra, na paz, etc.. Desde os tempos pré-históricos (há uns cinco milhões de anos) que os hominídios são influenciados, guiados, maravilhados com os astros do céu, principalmente com as estrelas. Portanto, é natural que sempre estivemos interessados em saber se existem outras pessoas, outros seres, habitando as estrelas. Essa preocupação sempre alimentou a fantasia humana de seres vindos do céu, das estrelas. Na Idade Média, esses seres extraterrestres eram caracterizados como demônios e anjos que entravam em nossas mentes. Hoje em dia, a literatura e o cinema são os responsáveis por manterem e difundirem no imaginário popular a visita deles à Terra como algo real e corriqueiro. As pessoas acreditam em extraterrestres (e até dizem terem sido raptadas e terem viajado em naves) muito mais do que no fato real de doze homens terem trabalhado na Lua de 1969 a 1972 durante o programa espacial Apollo da NASA, a agência espacial americana. Mas, felizmente, como disse o Dr. Carl Sagan, a realidade é muito mais maravilhosa do que as maiores fantasias irreais de visitas de extraterrestres. A Ciência e a Tecnologia são construídas passo-à-passo, pelo método científico (repetição e observação controladas de propriedades naturais) que foi criado por Galileo Galilei no século XVII. 2. Sistemas Solares: Por volta do ano 250 antes de Cristo, o grego antigo Aristarco de Samos já dizia corretamente (baseado em observações científicas) que as estrelas eram outros sóis muito distantes do nosso Sol. Também disse, hipoteticamente, que planetas giravam em torno de outras estrelas e que talvez existisse vida (de qualquer tipo) nesses planetas extra-solares. Desde 1950 que cientistas americanos e russos vêm procurando sinais de rádio emitidos por hipotéticos radares extraterrestres. Este projeto é chamado de Search for Extra-Terrestrial Intelligence (SETI). Mas, de todos os vários bilhões de sinais de rádio que atravessam o espaço interestelar que foram analizados exaustivamente durante décadas, NÃO há um único sinal que possa, na menor das hipóteses possíveis, ter vindo de extaterrestres. As estrelas são sóis, similares ao nosso Sol que é uma estrela uma bola de gás continuamente em chama há bilhões de anos (e vai continur assim pelo mesmo período). Se colocásse-se o nosso Sol tão distante como estão as outras estrelas, ele pareceria-se também como um ponto de luz, uma estrela que vemos no céu à noite. As estrelas são tão grandes, ou menores, ou maiores que o Sol. Algumas são mais frias, outras mais quentes, e todas as estrelas estão em evolução se formam, gastam suas energias (mandando para fora a luz, calor e radiações que produzem dentro delas), e finalmente explodem, jogando para

3 bem longe a matéria que mais tarde irá formar outras estrelas e planetas (corpos que não produzem suas próprias luzes). Existem estrelas sem planetas mas também existem estrelas com planetas girando em torno delas, isto é, orbitandoas gravitacionalmente. Porém, todas as estrelas estão muito, muito, muito,..., muito longe umas das outras e do Sol, o que torna-se impensável viajar-se de uma à outra. As estrelas que vemos no céu fazem parte de um enorme grupo de estrelas (incluindo o nosso Sol e seu sistema de planetas, luas, cometas, asteróides e poeira que o orbita bem de perto, sistema este chamado de Sistema Solar) chamado de galáxia Via Lactea. E existe um enorme número de galáxias no Universo conhecido distantes umas das outras por vastidões. E as estrelas (dentro de uma galáxia) estão separadas entre si por enormes distâncias. A luz leva um segundo para atravessar a distãncia de 300 mil quilômetros, e a luz da estrela mais próxima do Sol (e portanto do nosso Sistema Solar), chamada de Próxima Centauri leva 4,2 anos para chegar à Terra. Essas distãncias são medidas em anos-luz, portanto Próxima Centauri está a 4,2 anos-luz da Terra. Assim, apesar de ser a estrela mais próxima do Sol ela está MUITO longe para um dia irmos a ela. A estrela mais brilhante do céu noturno, chamada de Sirius, está a 26 anos-luz da Terra, isto é, sua luz viajando (sem parar) pelo espaço a 300 mil quilômetros por segundo leva 26 anos para chegar à Terra. Desde 1995 estão sendo descobertos indiretamente (através de telescópios poderosos) planetas gasosos gigantes (como o nosso Júpiter) orbitando estrelas amareladas (como o nosso Sol). Esses planetas (chamados de planetas extrasolares) podem possuir luas orbitando-os (como as luas que orbitam Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, planetas gasosos gigantes do nosso Sistema Solar), com a possibilidade de vida microbiana estar se desenvolvendo dentro delas. Já foram confirmados 11 sistemas solares, sendo que essas estrelas distam entre si de 10 a 1000 anos-luz da Terra. Portanto, a única coisa que podemos fazer no futuro é a observação direta, isto é, ter as imagens dos próprios planetas extra-solares, através de telescópios cada vez mais potentes que talvez possam ser construídos no futuro. No nosso Sistema Solar, as luas mais interessantes do ponto de vista biológico se chamam Europa (de Júpiter) e Titan (de Saturno), onde podem estar havendo alguma evolução biomolecular. O planeta com chances de ter havido seres como bactérias antigas terrestres (archaebacteria) em sua crosta é o planeta Marte. A vida como a conhecemos depende pelo menos de água líquida, energia térmica e sais minerais. Portanto, estamos procurando lugares no Sistema Solar onde possamos encontar estes 3 fatores juntos durante um período de tempo suficientemente longo (alguns milhões de anos) para ter havido evolução biomolecular. 3. Marte, Europa e Titan: Marte é o 4º planeta em distãncia do Sol. É um planeta marrom-avermelhado, frio, muito seco e árido. Possui uma rarefeita atmosfera de gás carbônico e praticamente não possui significativa atividade geológica interna. Pode-se dizer que é um planeta morto. Na sua superfície há inúmeras evidências geológicas de que há 2 bilhões de anos Marte tinha água líquida em abundância (mas bem menos que a Terra), possuia uma atmosfera menos rarefeita e seu clima era bem mais ameno que atualmente. Pode-se supor que um início de vida microbiana pode ter surgido há uns 4 bilhões de anos em Marte.

4 Na Antártida, na Terra, foram descobertas pequenas pedras (meteoritos) que vieram da crosta de Marte (na formação dos sistemas solares colisões é o fenômeno que mais ocorre). Um deles, o famoso ALH84001, contém as primeiras possíveis evidências bioquímicas e morfológicas de que Marte pode ter tido seres microbianos marinhos há 3,8 bilhões de anos. Essas possíveis evidências ficaram mais fortes depois que um trabalho por pesquisadores da NASA foi publicado em fevereiro deste ano (2001) nos Proceedings da U.S. National Academy of Sciences, onde diz-se que seres bacterianos com atividade magnética podem ser os únicos responsáveis por certas características magnéticas e geométricas exibidas por grânulos microscópicos encontrados dentro do ALH84001, há 3,8 bilhões de anos na crosta de Marte. Em 1977 duas naves-robô, Viking 1 e 2 da NASA, pousaram na superfície Marciana e fizeram experimentos para se encontrar sinais de vida microbiana os resultados foram inconclusivos; em 1997 o rover-robô Sojourner realizou testes mecânicos na superfície; e desde 1998 outra nave-robô, Mars Global Surveyor, está em órbita de Marte e já fotografou em alta-resolução várias evidências geológicas de um passado rico em água líquida em Marte. À partir de 2001 uma série de missões estudará Marte com detalhes. Europa é a 2º grande lua em órbita de Júpiter (o 5º planeta em distância ao Sol), o maior planeta do Sistema Solar. É uma lua branca, muito fria por fora com uma crosta de quilômetros de profundidade feita de gelo mas em seu interior Europa pode conter um oceano de água líquida salina. O aquecimento de Europa é devido a fricção interna causada por regulares marés gravitacionais entre Júpiter, Europa e Ganimedes (outra grande lua, sendo a maior do Sistema Solar). Como pode haver água líquida salina em abundãncia mais calor mais muitas moléculas de carbono (chamadas moléculas orgânicas) (levadas a Europa dentro de cometas que colidem com ela desde a formação do Sistema Solar), então pode estar acontecendo uma evolução biomolecular dentro do provável oceano interno Europano. Em 1979 e 1981 as naves-robô Voyager 1 e 2 da NASA fotografaram esta lua; e desde 1995 a nave-robô Galileo está em órbita de Júpiter estudando Europa. Por volta de 2006 uma nave-robô entrará em órbita de Europa para estudar sua superfície com detalhes. Titan é a maior lua do planeta Saturno (o 6º planeta em distância do Sol) e a única que possui uma atmosfera espessa do Sistema Solar. É uma lua amareloalaranjada e a atmosfera de Titan é rica em nitrogênio e moléculas orgânicas que são produzidas pela interação entre a fraca luz do Sol e as camadas superiores da atmosfera titânica. A superfície de Titan ainda não foi vista mas acredita-se que seja uma espessa crosta de gelo com montanhas e vales cobertos por camadas de moléculas orgânicas complexas, e também com lagos e mares de derivados de álcool. Essa rica mistura orgânica (apesar do frio extremo) pode ter dado origem a biomoléculas (como aminoácidos e nucleotídeos), e no passado remoto (há 4 bilhões de anos) quando Titan era bem mais quente, com mares de água líquida, pode ter havido um início de evolução biomolecular, isto é, um início de vida (como talvez esteja ocorrendo em Europa). Em 1980 e 1982 as naves-robô Voyager 1 e 2 estudaram Titan. Em 2005 a nave-robô Cassini entrou em órbita de Saturno, para também estudar mais detalhadamente Titan, e uma sonda, Huyghens, penetrou na atmosfera de Titan, para análise e estudo da superfície titânica.

5 4. Astrobiologia e o Brasil: A Astrobiologia é o estudo administrativo-tecnológico-científico da procura pela origem da vida na Terra, e a possibilidade disso fora da Terra. Administrativo porquê envolve atividades administrativas para gerenciar e conduzir adequadamente com fluidez as missões espaciais, desde seu início até os resultados e publicações científicas para o conhecimento e aplicações humanas. Tecnológico porquê envolve as disciplinas das engenharias de computação, química, eletrônica, mecânica e industrial, para projetar-se, construir-se e realizar-se efetivamente as missões. Científico porquê envolve as disciplinas da Matemática, Física, Química e Biologia para estudar-se os dados obtidos das missões e publicar-se os resultados para a comunidade mundial. Em relação as aplicações vindas dessa pesquisa, como a Astrobiologia é interdisciplinar, se ela se estabelecer no Brasil novas tecnologias e aplicações que estão surgindo poderão melhorar bastante a agricultura e medicina brasileiras, assim como a incipiente engenharia espacial brasileira. As técnicas de pesquisa biomolecular (inclusive a genética) que são realizadas na Astrobiologia, assim como as pesquisas biológicas (no interesse astrobiológico) com micróbios e outros seres que existem em ambientes com condições extremas na Terra (por exemplo, as comunidades hidrotermais marinhas vivendo junto de fendas vulcânicas a quilômetros de profundidade nos oceanos) (comparadas às condições existentes em outros planetas e luas), estão nos dando remédios e técnicas novos. Portanto, a Astrobiologia pode melhorar a medicina brasileira com novos remédios e vacinas mais baratos para o povo, e a agricultura brasileira com alimentos modificados e multiplicados geneticamente fazendo-se mais baratos e nutritivos para o povo. Isto estimulará a educação básica (i.e., escola com ensino profundo) no Brasil, fundamental para o desenvolvimento brasileiro. Sabe-se muito bem que países econômica e socialmente desenvolvidos como os Estados Unidos e a Europa fizeram sua educação básica bem embasada, sólida e eficaz através da melhor alimentação e saúde de seus povos. Sabe-se também do pensamento arcaico que sempre permeou (e permeia) o Brasil a máxima dos conquistadores coloniais antigos: lucrar-se o máximo de um povo através da manipulação das suas educação, saúde e riquezas. Portanto, para o Brasil se desenvolver é necessário apenas acabar-se com esse pensamento problemático e fazer-se o continuado esforço para desenvolver-se a educação básica, alimentação e saúde brasileiros, e as tecnologias da Astrobiologia podem efetivamente desenvolvê-los. A participação do Brasil na Estação Espacial Internacional (ISS), e cumprimento de prazos estabelecidos, é muito importante para o Brasil. Pesquisas biológicas como crescimento de cristais de proteínas e plantas (o autor está desenvolvendo uma experiência com plantas para a ISS) na ISS pode efetivamente desenvolver as agricultura e medicina brasileiras com novas técnicas e remédios eficazes. O crescimento de substâncias e plantas no espaço dão algumas modificações químicas-biológicas nestes, mas os materiais produzidos no espaço quando aplicados geram grandes efeitos quiímicos-biológicos para nós humanos, i.e., novos remédios muito mais eficazes e melhores alimentos (e mais baratos) para o povo brasileiro. E há também a forte possibilidade do Brasil também poder participar ativamente de missões internacionais robóticas a Marte e outros corpos do Sistema Solar, através de simples instrumentos científico-tecnológicos que poderiam fazer parte de naves-robô e da análise dos dados obtidos por elas.

6 5. Conclusões: O autor vem há alguns anos realizando vários seminários e palestras sobre Astrobiologia no Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), Rio de Janeiro, e tem notado um interesse por parte de pesquisadores de diversas áreas científicas. No presente momento, o autor está elaborando uma palestra sobre Astrobiologia a ser realizada como um evento de divulgação científica pública, sobre os resultados mais recentes da procura pela possibilidade de vida (microfósseis e moléculas vivas ) extraterrestre no passado distante de Marte e Titan, o provável oceano interno de Europa, e importantes estudos sobre as descobertas de planetas extra-solares. Paralelamente à palestra haverá uma exposição atualizada de painéis com fotos e textos explicativos sobre a exploração do Sistema Solar e fora deste. Esta exposição foi realizada pelo autor no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP) em 1998 com grande visitação. Nessa palestra + exposição a ser realizada haverá uma discussão sobre a possibilidade de se criar núcleos de estudos em Astrobiologia no Brasil: informais grupos de e realização de seminários e palestras, e formais: no CBPF, no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e em universidades, em contato com universidades estrangeiras e agências espaciais através da International Society for the Study of the Origin of Life. 6. Referências: - International Society for the Study of the Origin of Life, ( - Sagan, C., 1981, Cosmos, Editora Francisco Alves; - Goldberg, J., 1981, Physics of Stellar Evolution and Cosmology, Gordon and Breach Ed.; - Beatty, K. et al, 1999, The New Solar System, Cambridge University Press Ed.; - Lehninger, A., 1976, Bioquímica, Editora Edgard Blücher Ltda.; - Jet Propulsion Laboratory, ( - Danner, R. et al, 1999, Space Interferometry Mission, National Aeronautics and Space Administration (NASA); - Stoker, C. e Emmart, C., 1996, Strategies for Mars, American Astronautical Society; - Lobitz, B. et al, 2001, Use of Spacecraft Data to Derive Regions on Mars Where Liquid Water Would Be Stable, Proceedings of the National Academy of Sciences (U.S.), vol. 98, no. 5, ; - Friedmann, E. et al, 2001, Chains of Magnetite Crystals in the Meteorite ALH84001: Evidence of Biological Origin, Proceedings of the National Academy of Sciences (U.S.); vol. 98, no. 5, ; - Gomes, A. e Vargas, H., 1999, Role of Gravity in Plants and Bacteria as Measured by Photothermic Techniques, INPE; - Taveira, C., 1978, Geografia do Desenvolvimento no Brasil Problemas Brasileiros, Ao Livro Técnico S/A Editora; - Abraham, L. et al, 1965, Space Technology, National Aeronautics and Space Administration; - NASA Ames Research Center, (

7 Exposição (USP, 1998) Fotos 1

8 Exposição (USP, 1998) Fotos 2