Figura 1. Um fragmento de rocha do meteorito marciano ALH 84001 (esquerda). Uma área ampliada (à direita) mostra os grãos de carbonato de cor laranja na rocha do ortopiroxênio hospedeiro. Crédito: Koike et al. (2020) Nature Communications.
Usando técnicas avançadas, os cientistas detectaram compostos orgânicos contendo nitrogênio nos meteoritos marcianos que foram ejetados da superfície de Marte há 15 milhões de anos, provando que as evidências para o início da vida podem ser preservadas e detectadas hoje.
Uma equipe de pesquisadores, incluindo o cientista Atsuko Kobayashi, do Instituto de Ciências da Vida Terrestre (ELSI) do Instituto de Tecnologia de Tóquio, Japão, e o cientista Mizuho Koike, do Instituto de Ciências Espaciais e Astronáuticas da Agência Aeroespacial do Japão , descobriram orgânicos material em minerais de carbonato em um meteorito marciano. É provável que esse material orgânico tenha sido preservado por 4 bilhões de anos desde a era Noachian de Marte. Como os minerais carbonatos geralmente precipitam das águas subterrâneas, essa descoberta sugere um início de Marte úmido e rico em orgânicos, que poderia ter sido habitável e favorável para o início da vida.
Durante décadas, os cientistas tentaram entender se existem compostos orgânicos em Marte e, em caso afirmativo, qual é a sua fonte. Embora estudos recentes da exploração de Marte com base em rover tenham detectado fortes evidências de orgânicos marcianos, pouco se sabe sobre de onde eles vieram, quantos anos têm, quão amplamente distribuídos e preservados podem estar, ou qual poderia ser sua possível relação com a atividade bioquímica. .
Os meteoritos marcianos são pedaços da superfície de Marte que foram lançados no espaço por impactos de meteoros e que finalmente chegaram à Terra. Eles fornecem informações importantes sobre a história marciana. Um meteorito em particular, chamado Allan Hills (ALH) 84001, nomeado para a região da Antártica em que foi encontrado em 1984, é especialmente importante. Ele contém minerais de carbonato de cor laranja, que precipitaram de água salgada e líquida na superfície próxima de Marte, há 4 bilhões de anos. Como esses minerais registram o ambiente aquoso inicial de Marte, muitos estudos tentaram entender sua química única e se poderiam fornecer evidências da vida antiga em Marte. No entanto, análises anteriores sofreram contaminação com material terrestre de neve e gelo antártico, tornando difícil dizer quanto do material orgânico no meteorito era verdadeiramente marciano. Além do carbono, o nitrogênio (N) é um elemento essencial para a vida terrestre e um rastreador útil para a evolução do sistema planetário. No entanto, devido a limitações técnicas anteriores, o nitrogênio ainda não havia sido medido no ALH84001.
Esta nova pesquisa conduzida pela equipe conjunta ELSI-JAXA usou técnicas analíticas de última geração para estudar o conteúdo de nitrogênio dos carbonatos ALH84001, e a equipe agora está confiante de que encontrou a primeira evidência sólida por 4 bilhões de anos orgânicos marcianos antigos contendo nitrogênio.
A contaminação terrestre é um problema sério para estudos de materiais extraterrestres. Para evitar essa contaminação, a equipe desenvolveu novas técnicas para preparar as amostras. Por exemplo, eles usaram fita de prata em um laboratório limpo ELSI para retirar os minúsculos grãos de carbonato, que têm aproximadamente a largura de um cabelo humano, do meteorito hospedeiro. A equipe então preparou esses grãos ainda mais para remover possíveis contaminantes da superfície com um instrumento de feixe de íons focado em microscópio eletrônico de varredura na JAXA. Eles também usaram uma técnica chamada espectroscopia de microestrutura por borda de absorção de raios X de nitrogênio K-edge (µ-XANES), que lhes permitiu detectar o nitrogênio presente em quantidades muito pequenas e determinar em que forma química esse nitrogênio estava. minerais ígneos próximos não davam nitrogênio detectável,
Após as cuidadosas verificações de contaminação, a equipe determinou que os orgânicos detectados eram provavelmente marcianos. Eles também determinaram a contribuição do nitrogênio na forma de nitrato, um dos oxidantes fortes em Marte atual, era insignificante, sugerindo que o início de Marte provavelmente não continha oxidantes fortes e, como os cientistas suspeitavam, era menos oxidante do que é hoje.
A superfície atual de Marte é muito dura para a maioria dos orgânicos sobreviver. No entanto, os cientistas prevêem que os compostos orgânicos possam ser preservados em ambientes próximos da superfície por bilhões de anos. Esse parece ser o caso dos compostos orgânicos portadores de nitrogênio que a equipe encontrou nos carbonatos ALH84001, que parecem ter ficado presos nos minerais há 4 bilhões de anos e preservados por longos períodos antes de finalmente serem entregues à Terra.
A equipe concorda que existem muitas questões importantes em aberto, como de onde vieram esses orgânicos contendo nitrogênio? Kobayashi explica: 'Existem duas possibilidades principais: elas vieram de fora de Marte ou se formaram em Marte. No início da história do Sistema Solar, Marte provavelmente foi inundado com quantidades significativas de matéria orgânica, por exemplo, meteoritos ricos em carbono, cometas e partículas de poeira. Alguns deles podem ter se dissolvido na salmoura e presos dentro dos carbonatos. O líder da equipe de pesquisa, acrescenta Koikeque, alternativamente, as reações químicas no início de Marte podem ter produzido os orgânicos contendo N no local. De qualquer forma, dizem eles, essas descobertas mostram que havia nitrogênio orgânico em Marte antes de se tornar o planeta vermelho que conhecemos hoje; o início de Marte pode ter sido mais parecido com a Terra, menos oxidante, mais úmido e rico em orgânicos. Talvez fosse "azul".
Figura 2. Carbonatos extraídos de ALH 84001 na fita de prata (esquerda) e seus espectros de nitrogênio XANES com compostos de referência (direita). A barra de cor azul indica a energia de absorção de produtos orgânicos contendo N. Crédito: Koike et al. (2020) Nature Communications
Figura 3. Imagens esquemáticas de Marte inicial (há 4 bilhões de anos atrás) e presente. Os orgânicos antigos contendo N foram presos e preservados nos carbonatos por um longo período de tempo. Crédito: Koike et al. (2020) Nature Communications
Fonte - ELSI - Earth Life Science Institute
Expandindo referëncias:
Mizuho Koike 1 , Ryoichi Nakada 2 , Iori Kajitani 1,3 , Tomohiro Usui 1,4 , Yusuke Tamenori 5 , Haruna Sugahara 1 e Atsuko Kobayashi 4,6 * Preservação in situ de compostos orgânicos nitrogenados em carbonatos marcianos Noachian, Nature Communications , DOI: 10.1038 / s41467-020-15931-4
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