Rover da NASA encontra misteriosas marcas em Marte – cientistas apontam só uma explicação plausível

A sonda Curiosity da NASA, na cratera Gale, detetou uma concentração fora do comum de moléculas orgânicas.

Agora, novas simulações e experiências laboratoriais colocam em causa quase tudo o que se supunha sobre a origem dessa matéria.

À superfície de Marte, a matéria orgânica deveria degradar-se rapidamente: a radiação é intensa e a atmosfera é demasiado rarefeita para oferecer proteção eficaz. Ainda assim, em 2023, a Curiosity reportou uma amostra rica em compostos de carbono relativamente complexos. O que mudou entretanto foi a conclusão de estudos em laboratório e de modelos computacionais: os mecanismos geológicos conhecidos, por si só, dificilmente justificam tamanha abundância.

O que a Curiosity encontrou na cratera Gale (moléculas orgânicas) - e porquê isso importa

Tudo começa num furo de perfuração aparentemente banal na cratera Gale, um local interpretado como o leito de um antigo lago marciano. A Curiosity recolheu e analisou uma amostra de rocha alojada em depósitos lamacentos já secos - o equivalente geológico de uma rocha argilosa formada em ambiente calmo.

Nessa amostra, o rover identificou:

• Compostos orgânicos com cadeias de até doze átomos de carbono
• Moléculas com semelhanças funcionais às cadeias típicas de ácidos gordos na Terra
• Um nível global de material orgânico invulgarmente elevado para uma amostra exposta (ou outrora exposta) às condições da superfície marciana

Na Terra, moléculas deste tipo são frequentemente associadas a processos biológicos: os ácidos gordos são componentes essenciais das membranas celulares, a “pele” de todas as células. Em Marte, porém, a Curiosity não consegue afirmar, de forma definitiva, uma origem biológica, porque os seus instrumentos apenas distinguem categorias gerais de orgânicos e não resolvem por completo a estrutura e a assinatura química fina de cada composto.

A amostra está entre os materiais mais ricos em orgânicos alguma vez detetados em Marte - precisamente num cenário em que a radiação deveria fragmentar moléculas orgânicas a um ritmo elevado.

Daí a pergunta que continua no centro do debate: estamos perante um vestígio de vida antiga, ou perante orgânicos produzidos por química não biológica (abiótica)?

Porque a radiação em Marte tende a destruir a matéria orgânica

Para avaliar o que estes compostos podem significar, equipas com investigadores da NASA e exobiólogos europeus procuraram primeiro estimar quanto tempo moléculas orgânicas conseguem persistir no solo marciano. A variável decisiva é a radiação.

Em Marte, verificam-se simultaneamente:

• Proteção mínima por uma atmosfera pouco densa
• Ausência de um campo magnético global comparável ao da Terra, que desvie partículas carregadas
• Exposição continuada a radiação cósmica e a radiação ultravioleta (UV) energética

Em condições de laboratório, os cientistas reproduziram o efeito de cerca de 80 milhões de anos de exposição radiativa em orgânicos incorporados em rocha marciana análoga. O resultado foi claro: ao longo do tempo, uma fração significativa das moléculas parte-se em fragmentos menores ou acaba por desaparecer.

Quando estes dados são aplicados à amostra real da cratera Gale, a implicação torna-se difícil de ignorar: se hoje ainda se medem quantidades tão elevadas de orgânicos, então a quantidade original, há dezenas de milhões de anos, terá sido ainda maior.

Porque as explicações abióticas “clássicas” não chegam

É aqui que a análise se torna mais desconfortável. Um trabalho publicado na revista científica Astrobiology testou, com modelos quantitativos, quais os processos não biológicos que poderiam fornecer orgânicos suficientes para explicar o que a Curiosity mediu.

Poeira cósmica e meteoritos

Uma hipótese intuitiva é a chegada de orgânicos via meteoritos e poeira cósmica - um fenómeno bem documentado, já que cometas e asteroides transportam compostos carbonados.

No entanto, as simulações indicam que:

• Mesmo assumindo uma taxa de impactos elevada, os meteoritos não entregariam orgânicos em quantidade suficiente
• A contribuição da poeira cósmica seria ainda mais baixa
• Os valores previstos ficam muito abaixo das concentrações observadas na rocha perfurada

Por isso, esta via é praticamente descartada como fonte principal para o enriquecimento orgânico detetado.

A atmosfera primitiva de Marte como “fábrica” química

Outra possibilidade é a de que o Marte antigo possuísse uma atmosfera mais espessa, mais água líquida e, potencialmente, lagos e até oceanos. Nessa fase, reações atmosféricas poderiam ter gerado moléculas orgânicas que, mais tarde, se acumulariam no lodo - um cenário com paralelos na Terra primordial.

Mas este caminho exige proporções específicas de gases, sobretudo uma disponibilidade suficiente de metano em relação ao dióxido de carbono. É precisamente aí que o modelo falha: os cenários mais plausíveis para o Marte antigo sugerem metano insuficiente para produzir, por reações químicas conhecidas, a quantidade de orgânicos que a Curiosity observou.

Uma origem profunda no manto?

Resta considerar se compostos orgânicos complexos poderiam formar-se em profundidade (no manto) e alcançar a superfície por vulcanismo ou por grandes impactos - algo que, em certos contextos, também é discutido para a Terra.

Ainda assim, para esta amostra concreta, a hipótese não encaixa bem. A mineralogia e o contexto sedimentar apontam para deposição tranquila num antigo lago, e não para um material marcado por processos magmáticos de alta temperatura. Se tivesse havido uma contribuição dominante do interior profundo, a rocha exibiria características bastante diferentes.

Nenhum dos cenários testados - meteoritos, atmosfera antiga ou geologia profunda - fornece matéria orgânica suficiente para justificar as medições atuais.

Então a única saída é a vida?

Não. E os próprios autores são cuidadosos: a conclusão não é “encontrámos vida”. O que o estudo afirma, de forma explícita, é que as explicações abióticas avaliadas ficam aquém do necessário.

A consequência, porém, é inevitável: se química e geologia convencionais não bastam, uma origem biológica torna-se mais difícil de afastar. No nosso planeta, cadeias do tipo ácidos gordos e compostos relacionados estão fortemente ligados a microrganismos, surgindo na construção e degradação de células.

Por isso, os investigadores falam num “cenário biologicamente plausível”: uma antiga biosfera microbiana no lago da cratera Gale poderia ter produzido grandes quantidades de orgânicos, preservados como remanescente no sedimento consolidado.

Mesmo assim, persistem limitações importantes. Os instrumentos da Curiosity não fornecem, com detalhe suficiente, certas assinaturas decisivas - por exemplo, a distribuição de isótopos de carbono em padrões tipicamente associados a processos biológicos - e não permitem uma caracterização estrutural completa das moléculas.

Um ponto adicional, frequentemente sublinhado na comunidade, é a necessidade de distinguir sinais genuínos marcianos de efeitos de medição: alguns minerais oxidantes presentes no solo marciano podem interferir com análises térmicas, alterando parcialmente compostos durante o próprio processo analítico. Isso não invalida a deteção, mas reforça a importância de métodos laboratoriais mais abrangentes.

Porque a resposta mais robusta deverá ser dada em laboratórios na Terra

O estudo também expõe um limite prático: um rover consegue perfurar, aquecer amostras, detetar gases libertados e fazer análises gerais, mas não substitui um laboratório terrestre completo.

É precisamente por isso que a NASA e a ESA planearam a missão Mars Sample Return. O conceito é o seguinte: um rover como a Perseverance recolhe amostras e sela-as em tubos; uma missão posterior recupera esses recipientes e envia-os, com um pequeno veículo de ascensão, para órbita marciana; depois, outra sonda transporta o material até à Terra.

Só em laboratórios terrestres será possível testar, com máxima precisão, se as moléculas orgânicas:

• Exibem padrões típicos de produtos metabólicos
• Apresentam uma assinatura isotópica do carbono anómala e coerente com fracionamento biológico
• Estão associadas a microestruturas compatíveis com algo semelhante a biofilmes fossilizados

Além disso, a devolução de amostras implica protocolos rigorosos de contenção e controlo de contaminação, para evitar tanto a introdução de material terrestre nas análises como qualquer risco de mistura cruzada. Esse nível de controlo é difícil de atingir integralmente com instrumentação remota.

Como outras missões podem acelerar a procura de vida em Marte

A Curiosity e a Perseverance não são as únicas peças deste puzzle. O programa europeu ExoMars - ainda por lançar - foi concebido para perfurar muito mais fundo do que os seus predecessores, recolhendo material até cerca de 2 metros de profundidade.

A essa profundidade, a radiação é consideravelmente menor, o que aumenta a probabilidade de preservação durante milhares de milhões de anos. Se forem encontrados padrões orgânicos semelhantes (ou ainda mais complexos) sob a superfície, isso reforçará a interpretação biológica ou, no mínimo, obrigará a rever profundamente os modelos de produção abiótica.

Em paralelo, orbitadores que observam Marte à distância continuam a procurar fontes ativas de gases. Episódios de metano que aparecem e desaparecem rapidamente podem indicar processos químicos atuais - e, em alguns cenários, também processos biológicos - a ocorrer no subsolo.

O que significam “orgânico” e “biossinal” (biosignatura)

No uso comum, “orgânico” soa quase como sinónimo de “vivo”. Em química, o termo é mais abrangente: refere-se a compostos de base carbonada, independentemente de serem produzidos por organismos ou por processos físicos e químicos no espaço, em meteoritos ou no interior de rochas.

Um biossinal (biossignatura) é algo mais exigente do que a simples presença de orgânicos. Em geral, os cientistas procuram combinações e padrões difíceis de explicar sem vida, como:

• Estruturas no material rochoso compatíveis com microtexturas celulares
• Conjuntos de compostos que surgem em cadeias metabólicas
• Rácios isotópicos que indiquem fracionamento típico de processos biológicos

O que a Curiosity ainda não tem é precisamente este tipo de assinatura fina. O que a nova investigação realça, contudo, é que a quantidade de matéria orgânica na cratera Gale é, por si só, surpreendente quando se tenta explicá-la apenas por geologia.

Porque este resultado é delicado para a astrobiologia

Há décadas que Marte funciona como um caso de teste para a pergunta central da astrobiologia: com que frequência a vida surge no Universo? Se forem confirmados sinais independentes de microrganismos marcianos, isso sugeriria que a vida pode ter emergido mais do que uma vez no mesmo sistema planetário - um argumento forte a favor de a biologia não ser uma raridade cósmica.

Por esse motivo, qualquer potencial biossinal marciano é tratado com extrema prudência. O valor desta análise está em inverter a lógica habitual: em vez de declarar “vida” com base em indícios frágeis, demonstra, de forma sistemática, onde as explicações abiológicas mais conhecidas deixam de ser suficientes.

Se as cadeias de carbono na amostra da cratera Gale tiverem origem em micróbios antigos ou em química invulgar ainda não compreendida, permanece em aberto. O que já parece claro é que este fragmento de rocha pode vir a tornar-se um dos materiais mais importantes da ciência planetária - sobretudo no dia em que uma amostra equivalente for analisada num laboratório na Terra.