Para aqueles que procuram vida em outros mundos, a água em estado líquido talvez seja o principal indicador.
A vida como conhecemos na Terra é baseada em água e carbono. E se organismos podem prosperar em ambientes hostis daqui – gêiseres, fundo de oceanos, lixo tóxico, água muito quente, muito fria, ácida ou alcalina demais _, por que não em outros mundos? Durante anos, cientistas consideraram a água líquida como uma raridade no sistema solar, pois nenhum outro lugar parecia ter os atributos físicos necessários – com a possível exceção de Europa, a lua congelada de Júpiter que provavelmente escondia um oceano subterrâneo.
Porém, os últimos 20 anos de exploração espacial causaram o que o astrobiólogo David Grinspoon chama de “mudança radical” no pensamento.
Parece que a gravidade, a geologia, a radioatividade e compostos químicos anticongelantes – como sal e amônia – conferiram a muitos mundos “hostis” a habilidade de reunir as pressões e temperaturas que permitem a existência de água líquida. E pesquisas na Terra mostraram que, se existe água, pode existir vida.
Em Marte e Vênus, nas luas de Saturno chamadas Encélado e Titã e em dois asteroides do cinturão externo, pesquisadores mostraram que a presença de água líquida é possível – e até mesmo provável. A prova de vida, obviamente, virá quando alguém colocar uma gota de água alienígena num microscópio e identificar um micróbio.
“A vida baseada em água e carbono funciona bem”, afirmou Grinspoon. “Isso não significa que é a única maneira, mas é a única que conhecemos, e isso nos dá algo que buscar”.
Encontrar água no espaço, na forma de gelo, nunca foi um problema. O hidrogênio é o elemento mais comum no sistema solar e o oxigênio não fica muito atrás. Quando o sistema solar se formou, cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, um disco de poeira e gás se soltou do sol para criar planetas, suas luas e uma enorme nuvem de cometas, planetoides e outros pedaços de destroços cósmicos. A natureza dotou grande parte desses detritos com uma generosa dose de gelo.
A água líquida já é outra questão. O calor do sol pode derreter o gelo, mas no vácuo do espaço, há muito pouco – ou nada – na superfície dos objetos do sistema solar para manter juntas as moléculas aquecidas. Assim, elas se transformam instantaneamente em vapor d’água. Esse processo é chamado de sublimação.
A física da sublimação é implacável. A água líquida precisa de um delicado equilíbrio de temperatura e pressão. O gelo precisa ser capaz de derreter sem entrar em ebulição, mas a água precisa se manter quente o bastante para não voltar a congelar. Na Terra, com uma pressão atmosférica de 1 atm no nível do mar, a água é líquida entre zero e 100 graus Celsius. Nas partes sem sombras da Lua, onde a pressão atmosférica é zero e a temperatura diurna pode passar dos 127 graus Celsius, o gelo na superfície já acabou há muito tempo.
Mas o gelo sobrevive em temperaturas muito baixas e os blocos de detritos que permanecem nas geladas profundezas do espaço além de Netuno constituem a maior fonte de água no sistema solar hoje. Essas “bolas de neve sujas” retornam ao sistema planetário periodicamente, como cometas. Quando chega perto o bastante do sol, o gelo começa a sublimar, dando aos cometas sua característica cauda de poeira e vapor d’água.
Muitos cientistas dizem que grande parte do gelo no sistema solar interior veio de cometas. Na Terra, impactos de cometas no início da história do planeta podem ter proporcionado esse material bruto, e o Sol e a pressão atmosférica teriam feito o resto. A Terra é o único lugar do sistema solar conhecido onde o estado padrão da água superficial é o líquido. E a Terra é onde a vida prolifera.
Contudo, talvez não seja o único lugar. Grinspoon teorizou que Vênus, cujo espetacular vulcanismo evaporou toda sua água superficial há muito tempo, abrigou umidade líquida nas nocivas nuvens de ácido sulfúrico que cobrem o planeta. Em 2008, a sonda Venus Express, da Agência Espacial Europeia, mediu o vapor de água nas nuvens. Cerca de 48 quilômetros acima da superfície, na névoa venusiana, onde a temperatura fica em torno de 21 graus, extremófilos poderiam encontrar uma zona de conforto.
Outro local improvável para água líquida são os limites exteriores do cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter. Ali, usando telescópios de infravermelho, duas equipes de astrônomos trabalhando separadamente – em 2008 e 2009 – encontraram água na superfície do asteroide 24 Themis, a cerca de 450 milhões de quilômetros do sol. No ano passado, as equipes uniram as forças e descobriram gelo num segundo asteroide, o 65 Cybele. Com 290 quilômetros de diâmetro, ele era 1,5 vezes maior que o 24 Themis, e ficava 72 milhões de quilômetros mais distante.
Para que o gelo perdure em objetos sem atmosfera e tão próximos do sol, é preciso haver um mecanismo para reabastecer o que se perde na sublimação.
Humberto Campins, astrofísico da University of Central Florida e líder de uma das equipes da descoberta, sugeriu que o gelo inconsistente era uma fina cobertura de “geada”, vinda de um reservatório oculto sob o solo superficial dos asteroides.
Quando o asteroide se voltava para o Sol, o calor penetrava a camada superior do solo, fazendo o gelo subsuperficial entrar em sublimação e migrar como vapor d’água até a superfície – onde ele congelava à noite, apenas para sublimar novamente durante o dia. Numa variação desse tema, disse Campins, meteoritos poderiam estar “agitando” o solo superficial do asteroide, consequentemente trazendo o gelo mais próximo da superfície. Este processo é chamado de “jardinagem de impacto”.
“Suspeitamos que algo assim esteja ocorrendo”, explicou Campins, já reconhecendo uma terceira possibilidade: os asteroides podem conter isótopos radioativos suficientes para derreter o gelo bem abaixo da superfície, criando água líquida que escoa para cima antes de se vaporizar. “Seria preciso ter temperatura e pressão suficientes”, afirmou ele.
“Conceitualmente, porém, é possível”. A pressão viria da gravidade interior dos asteroides, permitindo a existência da água assim se os isótopos derretessem o gelo.
A radioatividade é um fenômeno comum, além de uma provável fonte de energia térmica em qualquer região do sistema solar. Outra fonte de calor é a fricção, mais comumente causada por pressão de maré ou pelo oscilar de um objeto em seu eixo.
As evidências de que Europa, lua de Júpiter, abriga um enorme oceano líquido sob sua concha de gelo surgiram, em parte, de observações sugerindo que forças de maré criam calor ao esticar e comprimir a lua enquanto ela gira ao redor de Júpiter numa órbita excêntrica.
Recentemente, cientistas conseguiram estudar as forças de maré bem de perto, durante voos da espaçonave Cassini, da NASA, sobre Encélado, lua de Saturno.
Em 2005, a Cassini descobriu que Encélado, com diâmetro aproximado de apenas 480 quilômetros, estava expelindo grãos de gelo em rachaduras no seu polo sul. Os grãos eram a “poeira” que formava o anel E de Saturno, e cientistas logo começaram a suspeitar que as partículas vinham de uma fonte de água líquida subsuperficial.
“Eu não diria que isso é praticamente uma certeza, mas daria uma probabilidade de 80 ou 90 por cento”, disse John Spencer, cientista planetário do Southwest Research Institute, membro da equipe do espectrômetro infravermelho da nave Cassini. “As coisas podem ser bem mais estranhas do que imaginamos. Basicamente, porém, acho que temos um oceano”.
Uma teoria mais controversa diz respeito à maior lua de Saturno, Titã, rica em hidrocarbonetos. Ali, “vulcões gelados” estariam liberando uma lava lamacenta, composta de água líquida e amônia – ou algum outro composto de baixa temperatura _, que congela sobre a superfície da lua.
“Titã possui dunas de hidrocarbonetos e lagos de metano, e o vulcanismo gelado poderia ser o hidrocarboneto”, afirmou Jeffrrey Jargel, cientista planetário da Universidade do Arizona. “Teríamos de ir até lá para saber com propriedade”. Mesmo assim, acrescentou, “tem de existir gelo de água” em Titã, já que há gelo em todos os lugares do sistema solar onde é frio o bastante. Titã possui uma órbita regular e por isso, a fricção de maré seria mínima. Para que exista água líquida, seria preciso haver uma fonte de calor radioativa e compostos anticongelantes.
Anticongelante era o que Nilton Renno, da Universidade de Michigan, estava procurando para explicar o evento inesperado com o módulo Phoenix, da NASA, nas planícies árticas de Marte em 2008. Propulsores de hidrazina, usados para frear a descida da sonda, arrancaram 18 centímetros de solo superficial marciano, expondo a camada de gelo que existe por baixo.
Contudo, quatro dias depois, algo inesperado aconteceu. Câmeras examinando o gelo identificaram diversos glóbulos, similares a bolhas, nas escoras da espaçonave. Passados alguns dias, a câmera voltou a olhar. Os glóbulos continuavam ali.
Renno, líder da equipe de ciência atmosférica da Phoenix, não reportou a ocorrência imediatamente; mesmo assim, ele suspeitava estar observando gotas de água líquida. Ela deveria ser salgada o bastante para não vaporizar na atmosfera marciana e para não congelar em temperaturas superficiais abaixo dos 30 graus negativos.
Para isso seria preciso haver anticongelante. A fonte mais provável era o sal: “Vamos supor que você enche uma piscina com água salgada”, disse Renno.
“Quando a piscina se resfria e começa a congelar, a água pura se transforma em gelo. A água restante acaba ficando mais salina, e se torna mais difícil de congelar conforme aumenta a concentração de sal”.
As evidências chegaram em dois passos. Primeiro, os instrumentos da sonda encontraram altas concentrações de sal no solo ao redor da espaçonave. Em seguida, três semanas após o pouso, o braço robótico do aparelho cavou um fosso no gelo e descobriu uma camada macia, em contraste com os trechos próximos de gelo rígido que a sonda penetrou com uma broca. A massa lodosa era uma segunda fonte de água e, como a primeira, “provavelmente cheia de sal”, afirmou Renno. “Era quase como um sorvete”.
Enquanto isso, “continuamos tirando fotos” das escoras, e 44 dias após o pouso a maior gota desapareceu, contou Renno. “Ela ficou grande demais e gotejou”.
