Lago vulcânico tóxico revela como a vida pode ter sido possível em Marte no passado

Cratera do vulcão Poás e a Laguna Caliente vistas da borda da crateraCortesia Justin Wang

Perto do cume do vulcão Poás da Costa Rica está um dos lagos mais ácidos da Terra, azul claro vibrante e cheio de metais tóxicos.

As duras condições de Laguna Caliente, onde as temperaturas podem oscilar entre 38 graus Celsius e 90 graus Celsius, são onde alguns cientistas sortudos vão para aprender mais sobre Marte.

Frequentes erupções freáticas ocorrem quando as águas subterrâneas são aquecidas pela atividade vulcânica, liberando explosões de cinzas, rochas e vapor.

Mesmo assim, os micróbios encontraram uma maneira de viver neste ambiente, um dos mais hostis do nosso planeta, de acordo com vários estudos do lago e novas pesquisas publicadas na semana passada no Frontiers in Astronomy and Space Science.

Embora a diversidade da vida neste lago não seja alta, ela conseguiu se adaptar e persistir de várias maneiras.

“Nossa descoberta mostra que a vida persiste nos ambientes mais extremos da Terra”, disse o autor do estudo Justin Wang, estudante de pós-graduação e assistente de pesquisa da Universidade do Colorado em Boulder.

“É difícil imaginar algo mais hostil à vida do que um lago vulcânico ultra ácido com erupções frequentes”, disse Wang. “A baixa biodiversidade, juntamente com inúmeras adaptações e metabolismos em nossa amostra, sugere que o lago hospeda micróbios altamente especializados para esse tipo de ambiente”.

De acordo com os pesquisadores, esse ambiente sobrenatural pode sugerir como a vida pode ter existido em Marte bilhões de anos atrás e revelar novos lugares para procurar evidências de vida antiga no planeta vermelho.

Um conto de dois lagos

Os dois lagos próximos ao cume do vulcão, ambos formados após crateras se encherem de água da chuva, não poderiam ser mais diferentes um do outro. Uma cratera inativa abriga o lago Botos, cercado por vegetação tropical. A cratera ativa abriga a Laguna Caliente, que contém enxofre líquido e ferro. Os gases do lago criam chuva ácida e névoa ácida, prejudicando os ecossistemas próximos e irritando os olhos e os pulmões de exploradores intrépidos.

Os pesquisadores realizaram estudos de campo no lago em 2013, 2017 e 2019. Embora os resultados da excursão de 2019 ainda estejam pendentes, é uma viagem que Wang nunca esquecerá.

O vulcão Poás, localizado no meio da floresta tropical da Costa Rica, entrou em erupção recentemente em 2017 e 2019. A área imediatamente ao redor do vulcão está desprovida de vida devido aos gases tóxicos que ele libera.

Wang e seus colaboradores caminharam até o vulcão em novembro, um mês após o lago da cratera se refazer. Eles estavam atentos aonde pisavam no solo solto causado pela acidez que quebrava o material da superfície. Partes do lago ferveram e aberturas vulcânicas chamadas fumarolas expeliram gases sulfurosos quentes.

“Quando fui ao Vulcão Poás, foi depois de mais de um ano de erupções magmáticas e apenas um mês após o lago se formar novamente e isso foi considerado seguro o suficiente para retornar à superfície do lago da cratera”, disse Wang. “O lago em si é agitado e dinâmico. Ao se aproximar ainda mais, você pode sentir o cheiro forte de enxofre, que permanece até hoje nas roupas que eu estava vestindo. Pior ainda é o cheiro de ácido clorídrico, que deixa um gosto azedo no ar e arde os olhos”.

Ao redor do lago há poças de água fervente e ácida, e Wang sentiu o calor do vulcão através da sola de seus sapatos perto da margem do lago.

Os pesquisadores coletaram amostras do lago, assim como fizeram em 2013 e 2017. “É uma experiência muito intensa e emocionante provar desse lago”, disse Wang. “Tenho muita sorte de ser um dos poucos cientistas do mundo que puderam visitar este ambiente”.

Vivendo nas bordas

Em 2013, os pesquisadores determinaram que a bactéria Acidiphilium vive no lago. Esses micróbios são frequentemente encontrados na drenagem ácida de minas, bem como em sistemas hidrotermais, a como Laguna Caliente. As bactérias Acidiphilium têm vários genes que lhes permitem se adaptar para sobreviver em diferentes ambientes.

Mais erupções ocorreram no local antes da equipe retornar em 2017. Depois de coletar mais amostras, os pesquisadores descobriram que havia um pouco mais de biodiversidade entre as bactérias no lago do que o esperado. Além disso, seu sequenciamento de DNA revelou que a bactéria Acidiphilium desenvolveu maneiras de converter elementos como enxofre, ferro e arsênico para criar a energia necessária para sobreviver.

“Entre 2013 e 2017, houve inúmeras erupções freáticas que influíram metais tóxicos, acidez extrema e calor no lago, mas mesmo assim vimos alguns dos mesmos microrganismos no mesmo ambiente”, disse Wang.

Cerca de um mês após a equipe coletar amostras do lago em março de 2017, o vulcão Poás entrou em erupção com magma. A força da explosão arremessou rochas a mais de um quilômetro de distância do local, expeliu lava, drenou o lago da cratera e liberou uma nuvem de cinzas a cerca de 3,6 mil metros acima da cratera várias vezes, disse o coautor do estudo Geoffroy Avard, vulcanologista do Observatório Vulcanológico e Sismológico da Costa Rica.

“Gostaríamos de caracterizar como a vida recupera esse ambiente”, disse ele. “A principal hipótese de nosso estudo é que a vida no Vulcão Poás é capaz de sobreviver nas beiradas durante esses ambientes extremos. Portanto, adoraríamos testar não apenas o lago da cratera, mas a linha da costa, sistemas de águas subterrâneas conectados e qualquer lugar onde a vida possa ser abrigada nas proximidades”.

A busca pela vida

As adaptações genéticas descobertas por Wang e seus colegas durante o estudo sugerem que a vida poderia ter sobrevivido em ambientes hidrotermais em Marte, como acontece em alguns dos lugares mais extremos da Terra.

Os sistemas hidrotermais fornecem calor, água e energia – todos necessários para a formação e evolução da vida. Embora a exploração anterior em Marte tenha analisado fontes antigas de água, como crateras e rios, os pesquisadores pensam que os locais das antigas fontes termais são outro alvo importante na busca por vida extraterrestre.

“Esses lugares não são difíceis de encontrar, desde o início Marte tinha vulcanismo desenfreado e água abundante perto da superfície”, disse por e-mail o coautor do estudo Brian Hynek, professor-associado do departamento de ciências geológicas da Universidade do Colorado em Boulder e pesquisador-associado do Laboratório de Ciências Atmosféricas e Física Espacial da universidade.

“Na verdade, descobrimos muitos ‘Yellowstones secos’ em Marte, com base em sinais minerais contendo enxofre detectadas em órbita”, disse ele.

O rover Spirit da Nasa até encontrou uma abertura vulcânica quando explorou Marte entre 2004 e 2011, observou Hynek.

“A borda da cratera Jezero, onde o rover Perseverance está agora, é um lugar que provavelmente passou por atividade hidrotermal devido ao impacto de formação de cratera que ocorreu, então eu estaria curioso para ver quais resultados o Perseverance vai encontrar quando chegar lá”, disse Wang.

A pesquisa para entender os minúsculos organismos que vivem em ambientes extremos está mudando a forma como os cientistas consideram os limites da vida, seja dentro de um lago de cratera vulcânica ativa ou ao longo de fontes hidrotermais quentes no fundo do oceano.

Embora isso ajude os pesquisadores a mudar a maneira como pensam sobre como a vida pode existir dentro das condições hostis em outros planetas, Wang adverte que os cientistas não devem ser muito “centrados na Terra” em sua abordagem. A vida na Terra geralmente é encontrada na presença de água, mas a existência de água em Marte era muito mais limitada e esporádica no passado, disse ele.

“Acho que precisamos mudar a maneira como pensamos a vida em outros mundos”, disse Wang. “Precisamos considerar as histórias geológicas únicas de nossos ambientes extraterrestres e colocar isso em contexto com o que temos aqui na Terra. Se os rios eram instáveis em Marte enquanto as fontes termais eram comuns, então talvez a vida em ambientes hidrotermais seja o lugar mais provável onde ela poderia ter existido”.

da CNN