Investigadores usam tecnologia Xylem para explorar as origens da vida na Terra

O que nos pode dizer um lago antártico sobre as origens da vida na Terra, e como pode ajudar a orientar a nossa procura de vida em Marte? Estas são algumas das perguntas a que os investigadores esperam poder responder usando a Tecnologia YSI da Xylem enquanto mergulham profundamente abaixo da superfície do Lago Antártico Untersee. Junte-se a eles numa viagem de três biliões de anos até ao passado.

Deslizando por debaixo de três metros de gelo rumo à água gelada do Lago Untersee, Dale Andersen entra num mundo retirado da restante Antártica. Enquanto desce com a sua corda, observa pequenas estruturas em forma de cone chamadas estromatólitos ao longo de todo o fundo do lago. Estes cones de 30 a 60 centímetros de altura foram sendo formados durante décadas, camada sobre camada sub-milimétrica, por um género de cianobactéria chamado Phormidium.

Até Andersen e os seus colegas terem descoberto os estromatólitos, estes nunca tinham sido encontrados num ambiente moderno e eram apenas uma memória de quando todos os ocupantes da terra eram micróbios.

“Isto é uma espécie de postal de há 3 biliões de anos,” afirma Andersen. “Se quisessem visualizar como era um ecossistema naquela época, estes lagos antárticos oferecem uma analogia fantástica das primeiras paisagens microbianas.”

Uma janela para o passado, e outras plantas

Andersen é cientista de investigação no Carl Sagan Center do SETI Institute, uma organização de investigação que se dedica a investigar e estudar a vida e a inteligência para além da Terra.

Embora Andersen já mergulhasse no Lago Untersee há mais de uma década, ainda está maravilhado com a visão única da sua paisagem de cones. Na verdade, este afirma que “há mais pessoas que já caminharam sobre a superfície da lua, pessoalmente, do que as que viram o fundo deste lago.”

“Compreender estes primeiros paleoambientes ou primeiras biosferas no nosso próprio planeta é um aspeto importante para compreender a forma como vemos a procura de vida fora dele,” afirma Andersen.

“Por exemplo, à medida que realizamos investigações nestas zonas análogas antárticas, acreditamos que estas nos podem oferecer uma pequena ideia dos inícios de Marte. Talvez os ecossistemas microbianos tenham um dia existido lá também – não exatamente da mesma forma como se observam nos lagos antárticos, mas, de qualquer modo, de modo semelhante.”

“Trabalhar com as comunidades de estromatólitos no lago ajuda a informar a procura de evidências de vida em sedimentos paleo-lacustrinos em Marte. As regiões anaeróbias da bacia sul do Untersee ajudam-nos a focar-nos no que será preciso para procurar vida nos oceanos de Encélado e Europa, as luas externas de Júpiter e Saturno.”

Medir a água rapidamente com sondas YSI de qualidade

Situado nas montanhas Queen Maud Land a Este da Antártica, o Lago Untersee está coberto de gelo durante todo o ano. Para chegar ao Lago Untersee, uma equipa de investigação multidisciplinar voa até à Antártica desde a Cidade do Cabo, em África do Sul, e aterra na pista de gelo da estação de investigação Novolazarevskaya da Rússia. A partir daí, a equipa tem de atravessar o gelo durante uma viagem de mota de neve que dura um dia inteiro.

Depois, montam um acampamento e começam a perfurar um buraco através do gelo. Para fazer o buraco, a equipa faz circular água quente através de uma bobina cilíndrica que prontamente quebra o gelo para criar acesso ao lago para mergulhar – um processo que pode demorar mais de 24 horas. Buracos mais pequenos com cerca de 25 cm são usados para fazer descer instrumentos e recolher amostras de água.

Andersen é exigente com as medições da qualidade da água através da coluna de água. Utiliza uma Sonda Multi-parâmetros YSI EXO2 com sensores inteligentes para turbidez, algas totais, pH, potencial de redução de oxidação (ORP), matéria orgânica dissolvida fluorescente (fDOM), oxigénio dissolvido (DO) e condutividade.

Inserir a sonda lentamente – um metro ou até meio metro de cada vez – e estar atento ao software garante que a equipa consegue detetar alterações subtis nas temperaturas, nos níveis de oxigénio e na composição química.

Conhecimentos sobre o impacto do aquecimento global

Debaixo do gelo, o Lago Untersee é geralmente um ambiente muito calmo, com uma circulação extremamente lenta de água por todo o lago. Andersen afirma que uma partícula demoraria cerca de um mês para viajar o equivalente à extensão do lago de cerca de 6,5 quilómetros. Contudo, ocasionalmente há problemas.

Observando os dados de altimetria de satélite, Andersen e os seus colegas notaram um aumento súbito de dois metros no nível de água do Lago Untersee no início de 2019. Parece que uma represa de gelo tinha rebentado no Lago Obersee, a cerca de seis quilómetros de distância, libertando uma estimativa de 17,5 milhões de metros cúbicos de água para o Lago Untersee no período de três semanas.

Com base em observações e medições posteriores, Andersen afirma que foi, provavelmente, uma ocorrência de 300 a 500 anos. Ao regressar ao Lago Untersee em novembro de 2019, Andersen implementou imediatamente uma sonda multi-parâmetros para medir a qualidade da água do lago.

“Observámos uma mudança significativa na química da água como resultado da ocorrência desta inundação,” refere Andersen. “Estas medições são importantes e algo que nos irá ajudar a compreender os impactos que o aquecimento global terá no ecossistema microbiano do Untersee nos próximos anos.”

Enquanto Andersen descreve o mundo que está a explorar debaixo do gelo antártico, o Rover Perseverance da NASA está a transmitir gigabytes de imagens da superfície de Marte. Embora o Perseverance esteja a 227 milhões de quilómetros do Lago Untersee, ambos os mundos se encontram quando os cientistas apresentam fotos dos dois locais, ansiosos por compreender as origens da vida no nosso planeta e procurar novas evidências de vida noutros.

Ver o vídeo: Cold Warriors: Driving for Science in Antarctica (Guerreiros do Frio: Mergulhar pela Ciência na Antártica)

Leia a história completa e muito mais

Descarregar a edição n.º 9 da revista gratuita YSI, Mission: Water (Missão: Água).

Todas as fotos de ©Dale T. Andersen