De entre as luas de Saturno, talvez Titã seja o mais extravagante exemplo de química exótica dentro do sistema solar. Com apenas 1.5 vezes o tamanho da nossa lua, e temperaturas médias de -180 °C, Titã possui um ciclo hidrológico muito semelhante ao da Terra. Como bem sabemos em condições normais, a água congela aos 0 °C. Portanto, como seria possível a existência de um ciclo hidrológico em temperaturas tão extremas? Tal fenómeno dá-se pelo facto de que em Titã, não existem massas de água líquida, e sim de etano e metano líquidos. Tais moléculas quando expostos a temperaturas extremamente baixas ou pressões atmosféricas muito altas, condensam-se, formando assim reservatórios líquidos de moléculas orgânicas.

Representação artística da topografia de Titã. NASA/JPL-Caltech.

Devido a topografia de Titã ser praticamente plana, a maioria desses lagos orgânicos não chegam a formar depósitos profundos, portanto muitos desses lagos e mares possuem uma natureza dinâmica, fazendo assim com que ao decorrer das estações, eles desapareçam e só voltem a condensar-se no inverno. Contudo, nada é tão simples assim.

Tais lagos fantasmas foram descobertos recentemente baseados em comparações entre dados observacionais da sonda Cassini-Huygens, comumente conhecida como Cassini. A grande problemática está no facto de que as duas estações na qual Titã passou equivale a 29.5 anos terrestres. Portanto, para confirmarmos o retorno de tais lagos na superfície de Titã, precisaríamos de uma sonda do tipo orbiter como hoje possuímos na lua e em marte. Todavia, a presença destes lagos demonstra não só a complexidade atmosférica como também uma possível interação entre atmosfera e geosfera proveniente desses ciclos hidrológicos.

Evidência visual do desaparecimento de lagos em Titã produzidos por um espectômetro de infravermelho do tipo VIMS. NASA/Johns Hopkins Applied Physics Laboratory/University of Arizona/University of Idaho/JPL-Caltech/ASI/IPGP/CNRS

Interação líquido-sólido promove mudanças na atmosfera lunar

Mesmo com lagos possuindo apenas alguns centímetros de profundidade, dados de infravermelho da mesma missão revelaram mares com até 100 metros de profundidade. Tais estruturas possuem a capacidade de alterar o clima em toda a lua e possivelmente até a geologia de Titã. Tal dinâmica pode promover a diferenciação de rochas e minerais e talvez até facilitar reações de condensação envolvendo possíveis metais de transição e ligas metálicas nos sedimentos desta lua e moléculas orgânicas simples. Dando assim, origem a compostos policíclicos, potenciais carreadores de energia em reações pré-bióticas.

A presença de um intrincado ciclo hidrológico com uma dinâmica perene em Titã é o melhor e único exemplo conhecido, com exceção da Terra, de um corpo celeste possuindo lagos e mares em forma líquida. Vale lembrar que até a presente data, a Terra é o único corpo celeste com vastas quantidades de água que ao longo de eras geológicas alterou a atmosfera e a geologia do planeta. Uma das teorias vigentes para a origem da vida, diz respeito a reações de condensação promovidas por hidrogênio molecular em ação com moléculas orgânicas como o dióxido de carbono (CO2). O facto de que Titã possui compostos já reduzidos como metano e etano pode inferir na presença de outros compostos intermediários entre estes orgânicos. Mesmo em concentrações diminutas, essas potenciais moléculas poderiam vir a ter uma função determinante na formação de moléculas importantes para a vida como conhecemos.

As sementes da vida estão espalhadas pelo cosmos

Já sabemos que moléculas como cianometanimina e etanamina foram encontrados numa grande nuvem de poeira a vinte e cinco mil anos luz da Terra desde 2013. A primeira molécula é uma precursora da adenina, uma das quatro bases nitrogenadas que compõem a estrutura do ADN. Enquanto a segunda possui um importante papel na formação da alanina, um dos aminoácidos mais comuns presentes em proteínas. Portanto, não é novidade que alguns importantes compostos probióticos são encontrados fora da Terra.  Todavia, a descoberta de estruturas tão semelhantes aos lagos e mares do nosso planeta no aspecto geofísico, é uma grande surpresa que abre inúmeras possibilidades no que diz respeito à química prebiótica extraterrestre.

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Andrey Vieira é brasileiro, natural do Rio de Janeiro. É licenciado em ciências biológicas pela Universidade Federal Fluminense (UFF), com enfoque em bioquímica e Geoquímica Orgânica. Durante sua graduação foi selecionado como estudante de alta performance para poder realizar um intercâmbio académico na Universidade Estadual de Montana, nos Estados Unidos, na área de Astrobiologia, Origem da Vida e Biogeoquímica. Essa escolha acabou por lhe render uma oportunidade de trabalho como assistente de pesquisa no NAI (NASA Astrobiology Institute) no Massachusetts Institute of Technology (MIT). Durante o tempo de pesquisa no MIT, o Andrey realizou uma série de estudos sobre o funcionamento das moléculas que conferem resistência a altas temperaturas em organismos extremófilos (Organismos que possuem preferência fisiológica por condições geoquímicas extremas, como altas temperaturas ou acidez extrema). Atualmente reside na Dinamarca como estudante da Universidade de Aarhus, e trabalha na sua Tese de Mestrado no Instituto Max-Planck de Biologia Marinha. Seu trabalho atual foca na bioquímica e fisiologia de bactérias poliextremófilas (Células que possuem preferência não só por uma condição específica, mas por um conjunto de fatores extremos concomitantemente) e como esses microrganismos podem vir a ser usados não somente para compreender como a vida teria se originado no planeta Terra, mas também como o estudo dessa fisiologia única pode vir a levar a criação de novas ferramentas biotecnológicas de grande relevância, nomeadamente para a indústria da construção civil e petroquímica. Andrey Vieira também é um entusiasta da astrofísica e epistemologia, possuindo mais de dez cursos em assuntos relevantes na área de exploração planetária e cosmologia, conferidos por diferentes instituições de pesquisa no Brasil e no mundo inteiro. Como comunicador científico, atuou por dois anos como auxiliar na disciplina de epistemologia da UFF e mediador/bolsista no projeto “Ciência sob tendas” levando a comunicação de ciência e tecnologia para escolas e comunidades carentes no estado do Rio de Janeiro.