Um pequeno Yellowstone de outro mundo foi encontrado nas profundezas do mar

Paisagens espetaculares, desde densas florestas tropicais até imponentes cadeias de montanhas, pontilham a superfície do nosso planeta. Mas alguns dos marcos mais famosos da Terra – aqueles que podem conter pistas sobre a origem da vida na Terra e talvez em outros lugares – estão escondidos no fundo do oceano. Os cientistas descobriram recentemente um desses tesouros nas águas equatorianas: um pequeno Yellowstone submerso chamado Sendero del Cangrejo.

Este mundo estranho e enevoado ferve nas profundezas do mar, numa área chamada Centro de Propagação das Galápagos Ocidentais – uma cordilheira subaquática onde as placas tectónicas se afastam lentamente umas das outras. O magma sobe do manto da Terra aqui para formar uma nova crosta oceânica no processo que criou as Ilhas Galápagos e estruturas subaquáticas menores, como fontes hidrotermais. Estas aberturas, que bombeiam água quente e rica em minerais para o oceano em plumas ascendentes, podem fornecer pistas sobre a origem da vida na Terra. Estudar as fontes hidrotermais na Terra também poderia fornecer uma porta de entrada para encontrar vida, ou pelo menos seus elementos básicos, em outros mundos.

O recém-descoberto Sendero del Cangrejo contém uma série de fontes hidrotermais que abrangem quase dois campos de futebol. Ele abriga fontes termais e chaminés de gêiseres que abrigam uma variedade de criaturas, desde vermes tubulares gigantes parecidos com espaguete até caranguejos galatídeos de alabastro.

O caranguejo, também conhecido como lagosta atarracada, ajudou a direcionar os pesquisadores para o Sendero del Cangrejo. Os observadores equatorianos escolheram o nome do local, que significa “trilha do caranguejo”, em sua homenagem.

“Era como se a lagosta atarracada estivesse nos levando como migalhas de pão, como se fôssemos João e Maria, para o verdadeiro local da fonte de ventilação”, disse Hayley Drennon, pesquisadora associada sênior do Observatório Terrestre Lamont-Doherty da Universidade de Columbia, que participou da expedição. . .

Uma equipe de busca conjunta dos EUA e do Equador navegou a bordo do navio Instituto Oceânico Schmidt Valcor (também) Um navio de pesquisa em meados de agosto em busca de novas fontes hidrotermais. Eles fizeram alguns mapeamentos e amostragem no caminho para o local alvo, a cerca de 300 milhas da costa oeste das Ilhas Galápagos.

A equipe utilizou a tecnologia “Tow-Yo” para coletar e transmitir dados em tempo real para a tripulação a bordo. “Baixamos sensores presos a um longo fio até o fundo do mar e depois puxamos o fio para cima e para baixo como um ioiô”, explicou Roxanne Beinart, professora associada da Universidade de Rhode Island e cientista-chefe da missão. “Esse processo nos permitiu monitorar mudanças na temperatura, clareza da água e composição química para ajudar a identificar os locais de potenciais fontes hidrotermais.”

Quando chegaram a uma área que parecia promissora, implantaram o veículo controlado remotamente Sebastião Para ver melhor. Menos de 24 horas depois, a equipe começou a ver cada vez mais caranguejos galiformes e os rastreou até encontrar as aberturas.

Os caranguejos foram pistas particularmente úteis porque os fluidos dos orifícios são claros, ao contrário dos “fumantes negros” que criam plumas fáceis de ver. Sebastian explorou a área durante 43 horas seguidas no mergulho robótico mais longo até hoje.

Mas o verdadeiro processo de descoberta durou décadas. Os investigadores sabem há quase 20 anos que a área era provavelmente o lar de actividade hidrotérmica, graças aos sinais químicos medidos em 2005. Cerca de uma década depois, as equipas aventuraram-se novamente e recolheram amostras de animais. Agora, graças a uma recente expedição do Schmidt Ocean Institute, os cientistas têm o conjunto de dados mais abrangente de sempre para este local. Inclui dados químicos, geológicos e biológicos, bem como as primeiras amostras de água em alta temperatura.

“Não é incomum que uma descoberta real como esta leve décadas”, disse Jill McDermott, professora assistente na Universidade de Lehigh e co-líder científica da missão. “O oceano é um lugar grande e os locais são muito remotos, por isso é preciso muito tempo e logística para chegar até eles.” A equipa continuará a sua investigação na praia para nos ajudar a compreender como as fontes hidrotermais afectam o nosso planeta.

Gênesis do inferno?

Sendero del Cangrejo pode ser comparado a um Parque Yellowstone de pequena escala em alguns aspectos, mas não é um destino turístico. É preto porque a luz solar não consegue atingir o fundo do oceano. O peso esmagador comprime um quilômetro e meio de água de cima a baixo. As aberturas são quentes e tóxicas. Alguns atingiram temperaturas de 290°C (550°F), quentes o suficiente para derreter chumbo.

Antes de os cientistas descobrirem as fontes hidrotermais em 1977, eles presumiam que tais condições extremas impediriam a possibilidade de vida. No entanto, esta equipa pioneira viu muitas espécies florescerem, incluindo amêijoas brancas que as guiaram até às fontes, da mesma forma que os caranguejos galátídeos levaram os investigadores modernos a Cindro del Cangrejo.

Antes da descoberta em 1977, ninguém sabia que a vida poderia continuar num lugar tão hostil. Agora, os cientistas sabem que existem micróbios chamados termófilos que podem fazer isso Apenas Viver em altas temperaturas (até cerca de 120 graus Celsius ou 250 graus Fahrenheit).

As bactérias que cercam as fontes hidrotermais não comem outros organismos nem produzem energia a partir da luz solar como fazem as plantas. Em vez disso, eles produzem energia usando produtos químicos como metano ou sulfeto de hidrogênio que são emitidos pelas aberturas. Este processo, denominado quimiossíntese, foi reconhecido pela primeira vez através da caracterização de organismos descobertos nessas fontes. As bactérias quimiossintéticas são a espinha dorsal dos ecossistemas das fontes hidrotermais e servem como fonte de nutrição para organismos superiores.

Alguns pesquisadores sugerem que a vida na Terra pode ter se originado perto de fontes hidrotermais devido às suas condições químicas únicas e ricas em energia. Embora esta proposta ainda não esteja comprovada, a descoberta da quimiossíntese abriu os nossos olhos para novos locais que poderiam acolher vida.

A possibilidade de existirem organismos quimicamente sintéticos minimiza as chamadas zonas habitáveis ​​em torno das estrelas, que descrevem as distâncias orbitais nas quais a água superficial pode permanecer líquida num planeta ou numa lua. A zona habitável do nosso sistema solar estende-se desde a órbita de Vênus quase até a órbita de Marte.

NASA Clipper da Europa A missão está programada para ser lançada no final do próximo ano para determinar se existem locais abaixo da superfície da lua gelada de Júpiter, Europa, que possam sustentar vida. É muito mais frio fora da zona habitável do nosso sistema solar, mas os cientistas pensam que Europa é quente internamente. Ele experimenta fortes forças de maré provenientes da gravidade de Júpiter, que podem criar atividade hidrotérmica no fundo do oceano lunar.

Muitas outras luas do nosso sistema solar também hospedam oceanos subterrâneos e experimentam o mesmo aquecimento das marés que pode criar condições habitáveis. Ao explorar fontes hidrotermais na Terra, os cientistas podem aprender mais sobre o que procurar em ambientes semelhantes em outras partes do nosso sistema solar.

“Multivitaminas Oceânicas”

Embora as fontes hidrotermais sejam relativamente novas para a ciência, certamente não são novas para o nosso planeta. “As ventilações estão ativas desde a formação dos oceanos da Terra”, disse McDermott. “Eles estão nos nossos oceanos desde que os temos, ou seja, cerca de 3 mil milhões de anos.”

Durante esse período, provavelmente transformaram a química e a geologia do nosso planeta, transportando produtos químicos e minerais da crosta terrestre através do oceano.

“Todos os organismos vivos na Terra precisam de minerais e elementos que obtêm da crosta terrestre, “disse Peter Girgis, professor da Universidade de Harvard, que participou da missão.” Não é exagero dizer que toda a vida na Terra está intimamente relacionada aos organismos vivos.” As rochas em que vivemos e os processos geológicos que ocorrem nas profundezas do planeta…são como multivitaminas no oceano.

Mas a extensão total do impacto das fontes hidrotermais no planeta ainda é desconhecida. Nos quase 50 anos desde que as fontes hidrotermais foram descobertas, os cientistas descobriram centenas de outras fontes espalhadas pelo mundo. Contudo, ninguém sabe quantas pessoas permanecem desconhecidas; Provavelmente existem milhares de aberturas de ventilação adicionais escondidas nas profundezas. Estudos detalhados, como os que estão a ser continuados pelos cientistas da expedição em terra, podem ajudar-nos a compreender como a actividade hidrotérmica afecta o oceano.

As observações diretas da equipe fornecem um bom ponto de partida para as investigações científicas em andamento.

“Na verdade, eu esperava encontrar populações animais mais densas em alguns lugares”, disse Beinart.

McDermott acredita que isso pode estar relacionado à composição dos fluidos do orifício. “Muitas das aberturas eram claras e não eram ricas em partículas”, disse ela. “Provavelmente tem menos minerais, mas não sabemos ao certo por quê.” Agora, a equipe medirá diferentes níveis de minerais em amostras de água dos fluidos dos respiradouros para descobrir por que os metais estavam baixos e se isso afetou os animais que os respiradouros hospedam.

Os pesquisadores estão aprendendo mais sobre as fontes hidrotermais todos os dias, mas muitos mistérios permanecem, como o impacto final que a acidificação dos oceanos poderia ter nas fontes. À medida que procuram respostas, certamente encontrarão mais perguntas e abrirão novos caminhos para a exploração científica.

Ashley escreve sobre o espaço como contratante do Goddard Space Flight Center da NASA durante o dia e trabalha como freelancer como redatora ambiental. Ela possui mestrado em estudos espaciais pela Universidade de Dakota do Norte e está concluindo mestrado em redação científica pela Universidade Johns Hopkins. Ela escreve a maioria de seus artigos com um de seus filhos no colo.