Essas criaturas parecem alienígenas, mas habitam as entranhas de nosso planeta

Imagens de fontes hidrotermais ocultas sob o gelo oferecem primeiro vislumbre de seres que se desenvolvem em condições semelhantes às de luas com água.terça-feira, 19 de novembro de 2019

COSTA DA GROENLÂNDIA Lá fora, o sol se põe colorindo o céu de outono com um brilhante tom de lavanda, cor forte que se demora sobre uma vasta camada de gelo. Aqui, perto da costa norte da Groenlândia, o Oceano Ártico se assemelha à terra firme, formado por uma colcha de retalhos de lisas banquisas de gelo e pilhas abruptas e recortadas de fragmentos cristalinos. Apenas o deslocamento sutil de nosso navio, o quebra-gelo norueguês de pesquisa Kronprins Haakon, denuncia a presença do mar.

O percurso da pequena cidade mineradora de carvão de Longyearbyen, o porto mais populoso do arquipélago de Svalbard, na Noruega, até esse país das maravilhas do gelo demorou mais do que o esperado. Agora que chegamos, Chris German não presta muita atenção à paisagem cênica. Em vez disso, ele olha atentamente à uma transmissão ao vivo do fundo do mar e experimenta chapéus. Aproximadamente a cada 10 minutos, ele coloca um chapéu diferente na cabeça, alternando entre um chapéu russo ushanka de pele falsa de foca, um chapéu turco fez de feltro laranja e um gorro do Instituto Oceanográfico Woods Hole, onde ele trabalha.

Experimentar diferentes acessórios ajuda German a passar o tempo enquanto aguardamos as primeiras imagens de nossa busca: um trecho fragmentado no fundo do mar que bombeia líquidos superaquecidos e fumegantes na escuridão, talvez contribuindo para alimentar um dos ecossistemas mais alienígenas da Terra. Essa zona incompreensível é chamada de campo de fontes hidrotermais de Aurora. É o campo de fontes hidrotermais mais ao norte já conhecido e é um dos mais profundos do mundo, situado a quase 4 quilômetros abaixo de uma cobertura permanente de gelo marinho.

Explorar as profundezas do mar, assim como se aventurar no espaço sideral, é uma atividade de alto risco. A zona abissal é implacável até para os robôs mais resistentes e essa missão enfrentou muitos contratempos, incluindo uma situação apavorante na qual, por alguns dias, a equipe pensou ter perdido seu principal veículo submarino no oceano polar congelante.

Mas naquele entardecer de cor violeta, depois de horas à deriva sobre o lamacento fundo do mar, uma câmera de alta resolução instalada sob o navio finalmente capturou uma abertura na crosta terrestre, tendo passado diretamente sobre ela. Transmitida para as telas de todo o navio, a filmagem revelou uma furiosa pluma negra irrompendo de uma cratera de quase um metro e meio de largura — uma medida surpreendente para esse tipo de fumarola submarina.

“Essa é uma coluna de fumaça e tanto”, disse German, usando, por ora, como acessório de cabeça, o ushanka com abas na orelha. “É muito mais do que imaginávamos existir aqui.”

Mais tarde naquela noite, a mesma câmera passaria pelo local duas vezes mais; várias passagens ao longo da semana seguinte revelariam terrenos extremamente acidentados ao longo da encosta sul do monte submarino Aurora. As imagens revelaram que o campo hidrotermal é coberto por chaminés extintas, montes de minerais extrudados e não apenas uma fumarola negra, mas ao menos três.

Os resultados oferecem o melhor panorama já obtido de um ecossistema envolto em gelo e extremamente exótico. Compreender melhor essa biosfera remota poderia ajudar os cientistas a descobrir como as criaturas se deslocam nas profundezas dos oceanos da Terra e se as águas do Ártico formam uma via de trânsito de animais entre as bacias do Atlântico e do Pacífico.

“A ideia é realmente entender essa região enquanto ainda intocada”, afirma Eva Ramirez-Llodra, ecologista de águas profundas e cientista líder do projeto do Instituto Norueguês de Pesquisa Aquática. “Se as mudanças climáticas eliminarem o gelo, essa rota passará a ser mais utilizada para se chegar ao Pacífico e poderá se tornar uma possível área aberta, sendo utilizada para mineração e pesca (...) e, por isso, é bom saber o que existe lá”.

Além disso, as fontes de Aurora podem ajudar a detectar formas de vida nas profundezas dos oceanos de mundos alienígenas. Por enquanto, aqui na Terra, Aurora é um dos análogos mais próximos das fontes hidrotermais que possivelmente são encontradas em mundos oceânicos distantes, incluindo as luas com crostas de gelo Europa e Encélado, consideradas um dos melhores locais para procurar extraterrestres.

“Os oceanos de outros mundos são locais extremamente atraentes para se buscar vida alienígena”, afirma Kevin Hand, Explorador da National Geographic e astrobiólogo do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, que participou da expedição Aurora. “Em todos os locais do planeta Terra em que encontramos água líquida, encontramos vida.”

Na região de Aurora, uma chaminé de aproximadamente noventa centímetros solta fumaça preta (canto superior direito) perto de chaminés caídas, dispersas no fundo do mar como troncos de árvores em uma floresta. A coloração amarela pálida se deve aos óxidos de ferro produzidos pelos micróbios da abertura, ao passo que os pontos brancos são organismos agrupados ao redor da abertura, que expele fluidos ricos em nutrientes a mais de 300°C.
Foto de OFOBS, AWI team

Infinidade de fontes

Em geral, as fontes hidrotermais oceânicas surgem quando a água do mar penetra através de rachaduras na crosta terrestre e se mistura a rochas quentes sob a superfície; as rochas derretidas enterradas aquecem a água salgada e alimentam reações químicas que estouram em uma massa turbulenta através de aberturas na crosta terrestre. A extrusão contínua de água do mar superaquecida e rica em minerais fornece o calor e a energia necessários para que alguns organismos se desenvolvam nessas profundezas escuras e frias, como uma infinidade de poliquetas gigantes tubularesmariscos com comprimento de 30 centímetroscamarões cegosmicróbios extremos, todos específicos das fontes hidrotermais.

Por muito tempo, o conhecimento consagrado sugeria que a atividade de fontes hidrotermais só poderia existir nas cordilheiras no meio do oceano que contam com uma expansão mais rápida — locais como a Dorsal do Pacífico Oriental, onde as placas tectônicas da Terra se afastam umas das outras a velocidades de cerca de dezoito centímetros por ano. Nessas costuras planetárias instáveis, a rápida expansão da crosta terrestre faz com que esteja sempre disponível magma recente para abastecer as fontes.

Ao longo dos anos, porém, German e seus colegas descobriram aberturas em uma variedade de cordilheiras, incluindo algumas que lentamente seguem caminhos separados. Nosso alvo mais recente, a Cordilheira Gakkel, é uma fenda vulcânica que corta o Oceano Ártico e que se expande a uma velocidade estonteante de quase 1,27 centímetro por ano.

A imagem dos sedimentos de um poço no campo hidrotermal de Aurora mostra as camadas geológicas mais antigas. As camadas mais altas amarronzadas provavelmente representam detritos continentais erodidos pelas geleiras do norte da Groenlândia deslocados até esse local. As camadas brancas mais profundas podem representar rochas vulcânicas com alterações hidrotérmicas, enquanto a rocha vulcânica cinza escura fica visível ao fundo da depressão.
Foto de OFOBS, AWI team

“Qualquer lugar pode ter atividade hidrotérmica”, afirma German. “Podemos abandonar esse conhecimento consagrado.”

Em 2001, os cientistas partiram, pela primeira vez, em busca de plumas hidrotérmicas ao longo da Cordilheira Gakkel. Durante o cruzeiro, uma camada de água escurecida detectada perto do fundo do mar indicou a existência de fontes hidrotermais, e uma draga removeu os destroços de uma chaminé extinta. Ambas as observações poderiam ser explicadas por fumarolas negras, o tipo de fonte que lança colunas de fumaça escura e quente na água.

Durante um segundo cruzeiro em 2014, German e seus colegas retornaram a Aurora a bordo do quebra-gelo Polarstern. Eles procuraram por fontes, buscando sinais de atividade hidrotérmica na coluna d'água e, no fim do cruzeiro, submergiram uma câmera de alta resolução até o fundo do mar. Apenas duas horas antes da horário previsto para retornar, a equipe teve o primeiro vislumbre de uma pequena chaminé, uma sorrateira e inesperada foto de uma fumarola que aparecia nas margens de várias imagens.

Porém as características da fonte gravadas no mar gelado sugeriam a existência de algo muito mais maciço embaixo. Impulsionada por essa descoberta, a expedição deste ano, conhecida pela sigla HACON, teve como objetivo reunir mais informações sobre o ambiente do campo de fontes Aurora. Qual a extensão do sistema completo? Qual sua composição química? A fonte é capaz de sustentar um ecossistema no fundo do mar? Em caso afirmativo, que tipos de organismos vivem lá?

E, para os astrobiólogos a bordo, que percepções o local poderia trazer para ajudar na detecção de vida em mundos oceânicos cobertos por gelo pelo Sistema Solar afora?

Champanhe ruim

Responder a essas perguntas apresentou desafios mesmo antes que o quebra-gelo partisse do porto. A câmera de alta resolução que se mostrou tão vital para a missão, denominada Sistema de Observação e Batimetria do Fundo do Mar, ou OFOBS, foi inicialmente confundida com equipamentos destinados a uma expedição polar diferente. E, pior ainda, um submersível operado remotamente pelo Woods Hole, chamado Nereid Under Ice (“Nereida Sob o Gelo”, em tradução livre), ou NUI, quase se perdeu nas profundezas.

O NUI é um submersível de última geração de US$ 2,5 milhões, aproximadamente do tamanho de uma minivan. Ele pode passar até meio dia embaixo d'água sem recarga, consegue nadar a mais de 40 quilômetros do navio e mergulhar até cerca de cinco quilômetros abaixo sem implodir, permitindo uma operação sob uma espessa cobertura de gelo.

O submersível laranja brilhante tem um sistema inteligente a bordo que permite seu funcionamento sem controle humano, mas também pode ser pilotado remotamente. Isso significa que os cientistas que assistem às imagens ao vivo de suas câmeras podem solicitar que ele retire animais específicos do fundo do mar, afunde tubos coletores em determinados sedimentos e mergulhe sondas especialmente projetadas diretamente no fluido sulfúrico e efervescente expelido por uma fonte hidrotermal. Eoghan Reeves, geoquímico da Universidade de Bergen, afirma que a mistura borbulhante lembra champanhe ruim, após (acidentalmente) ter tomado um gole do líquido do fundo do mar: “O cheiro é horrível e tem o mesmo sabor que o cheiro”.

Contudo dois dias depois de chegar ao monte submarino de Aurora, o NUI mergulhou e não voltou. À medida que o submersível se aproximava da profundidade desejada, seus sistemas de bordo foram apagando um a um. Os engenheiros tentaram fazê-lo flutuar de volta por conta própria, acionando um mecanismo à prova de falhas que deveria ter eliminado os lastros de mergulho e restaurado a flutuabilidade. Em vez de subir, o NUI parou de se mover e sua leitura de profundidade se tornou um mau presságio, transmitido na tela da sala de controle do navio.

“A probabilidade de que ele esteja no fundo é bastante alta — nesse caso, é fim de jogo”, admitiu finalmente Andy Bowen, diretor da Instalação Nacional de Submergência Profunda do Instituto Oceanográfico Woods Hole. Sem o NUI, precisariam contar apenas com a câmera de alta resolução do OFOBS para ao menos conseguirem ver a abertura de relance. Mas não é possível dirigir essa câmera, que apenas poderia ser rebocada atrás do navio e, para conseguir detectar a pluma submarina, seria necessário contar com a sorte e ter gelo flutuante propício ou banquisas finas o suficiente para serem quebradas.

“Sabíamos que seria difícil sair de lá, que enfrentaríamos desafios, mas foi além de todas as nossas expectativas”, disse Benedicte Ferre, oceanógrafa física da Universidade de Tromsø.

Mordor das profundezas

Felizmente, o NUI ressurgiu após três dias; o mecanismo à prova de falhas apenas demorou um pouco mais para funcionar do que o previsto. Ainda melhor, enquanto o NUI estava no conserto, a camada de gelo fragmentada que cobria Aurora permitiu ao capitão do navio passar a câmera OFOBS diretamente sobre o local da abertura de Aurora.

Naquela noite, os cientistas estavam reunidos em torno dos monitores de TV em todo o navio, observando ansiosamente o fundo do mar passar sob o crepúsculo escuro. Logo, uma camada de cascalho quase preto apareceu, encobrindo a lama bege e pegajosa que havia deslizado por horas. Apareceram manchas brilhantes nas cores laranja e amarelo, e a câmera começou a subir por uma parede incrivelmente íngreme e escarpada.

A formação de 15 metros de altura surgiu do nada — fragmentos de material vulcânico afloravam do fundo do mar. Sedimentos parecidos com pedra-pomes ficavam cada vez mais escuros e, por um momento, uma nuvem que girava violentamente entrou no canto da imagem, seguida pela abertura curva de uma cratera gigante e dentada. À medida que o navio se movimentava, a nuvem se expandia em uma enorme fumaça negra que envolveu a câmera e continuou subindo por quase 800 metros. Essa fumarola claramente possuía proporções gigantescas e ofuscava qualquer chaminé comum. Passagens posteriores da câmera revelaram ainda mais fumarolas negras no fundo do mar.

“Colossal, como os enormes moinhos da Revolução Industrial, Mordor,” disse German sobre a abertura gigante. “Sabíamos que tinha que existir mais do que o observado em 2014”.

Tomando por base a grande quantidade de sulfetos e chaminés extintas, as aberturas de Aurora quase certamente estão ativas há milênios, talvez semeando o fundo do mar Ártico com calor e minerais muito antes de o homem chegar às Américas.

Mas exatamente há quanto tempo o local está em erupção ainda permanece uma questão em aberto, assim como muitos outros mistérios que a equipe se propôs a resolver. Sem muitas amostras das formas de vida do local, por exemplo, a equipe não possui o material genético necessário para responder facilmente a várias de suas importantes perguntas sobre como as criaturas se deslocam entre as bacias oceânicas.

Esqueletos de sílica

Mais intrigante ainda, ao menos em alguns aspectos, é que o ecossistema de Aurora parece ser extraordinariamente escasso, ao menos nas imagens obtidas nesse cruzeiro. Aqui, não há campos repletos de poliquetas, camadas pronunciadas de mexilhões ou leitos coloridos de anêmonas. Até os tapetes microbianos, embora visíveis em algumas áreas, são visivelmente enxutos. Essa abertura, ao que parece, é o reino de pequenos caramujos e crustáceos saprófagos chamados anfípodes, que se assemelham a camarões.

“Não é nada comparado às aberturas de outros oceanos, onde existem grandes quantidades de animais”, afirma Ramirez-Llodra, que acrescenta que “só obtivemos algumas imagens. E são ótimas imagens, mas realmente não pesquisamos a região a fundo”.

Ana Hilário, ecologista da Universidade de Aveiro, em Portugal, ficou particularmente surpresa com a ausência de Sclerolinum, um tipo de anelídeo poliqueta abundante em outras regiões do mar profundo. Ela e Hans Tore Rapp, taxonomista da Universidade de Bergen, suspeitam que o leito do mar do Ártico possa ser escassamente povoado sobretudo porque o oceano polar norte ainda é jovem em termos geológicos — aproximadamente 60 milhões de anos — e a fauna marinha das profundezas pode não ter tido tempo para entrar nessas águas e se adaptar às condições extremas.

Os únicos organismos que realmente parecem prosperar na região são dois tipos de esponjas-de-vidro, criaturas que recebem esse nome por terem esqueletos semelhantes a filigranas de vidro. Alcançando, às vezes, mais de um noventa centímetros e com expectativa de vida de séculos, essas esponjas-de-vidro são ocasionalmente consideradas quase vivas. Talvez menos de cinco por cento de sua biomassa seja orgânica e o restante seja sílica, o mesmo material que compõe a areia e o vidro. Felizmente, o NUI mergulhou no fundo do mar após receber os devidos reparos e coletou algumas esponjas-de-vidro de um local próximo à abertura.

Rapp suspeita que essas esponjas consigam se desenvolver em um ecossistema que provavelmente seja pobre em nutrientes e sufocado por carbono justamente por não precisarem muito de carbono orgânico particulado. Para tanto, elas se adaptaram para sobreviver com baixas concentrações de matéria orgânica dissolvida e transformaram seus esqueletos em blocos de construção mais prontamente acessíveis.

“A sílica está sempre facilmente disponível no fundo do mar”, afirma Rapp. “Quase não há custo para construir esqueletos.”

As observações levantam algumas possibilidades fascinantes sobre o que os mares fora da Terra podem esconder, onde a luz solar é escassa e a única forma confiável de energia poderia ser aquela gerada quimicamente pelo interior em movimento de uma lua recoberta de gelo.

Kevin Hand afirma que grande parte do trabalho que ele está fazendo na Nasa envolve descobrir que tipos de características biológicas devem ser procuradas nas coberturas geladas que recobrem os mares alienígenas. Essa é uma das razões pelas quais ele estuda o gelo de Aurora, para descobrir se o local mostra indícios da existência das mesmas aberturas que sustentam a vida, e que os cientistas possam aprender a reconhecer — na Terra e, talvez, em outros mundos.

“O uso do gelo como uma janela para observar o oceano por baixo é relevante para sabermos mais sobre os oceanos que estão fora da Terra”, afirmou.

Continuar a Ler