A Origem da Vida

Somos ns as nicas criaturas no Universo que pensam sobre sua origem e evoluo, ou existiriam outras formas de vida inteligente entre as estrelas?

A origem da vida e a existncia de vida extraterrestre vm sendo focalizadas nos noticirios com grande intensidade desde os anos 1950, mas de forma crescente nos ltimos anos, com a possvel deteco de vida microscpica em Marte, e da existncia de gua em forma de oceanos, sob uma manta congelada, na lua Europa de Jpiter.

Qual a origem da vida? O que diferencia seres vivos de simples matria orgnica? No contexto de evoluo csmica, a vida resulta de uma sequncia natural de evoluo qumica e biolgica da matria pr-existente, regida pelas leis fsicas. A regra fundamental que os seres vivos so organismos que se reproduzem, sofrem mutaes, e reproduzem as mutaes, isto , am por seleo cumulativa. J a vida inteligente requer mais de uma centena de bilhes de clulas, diferenciadas em um organismo altamente complexo, e portanto a seleo natural cumulativa requer um longo tempo.

Vida na Terra w2u1j

Segundo a paleontologia, fsseis microscpicos de bactria e algas datando de 3,8 bilhes de anos so as evidncias de vida mais remota na Terra. Portanto cerca de 1 bilho de anos aps a formao da Terra, a evoluo molecular j havido dado origem vida. Desde ento as formas de vida sofreram muitas mutaes e a evoluo darwiniana selecionou as formas de vida mais adaptadas s condies climticas da Terra, que mudaram com o tempo. A evoluo do Homo Sapiens, entretanto, por sua alta complexidade, levou 3,8bilhes de anos, pois sua existncia data de 300000 anos atrs. O Homo Sapiens Sapiens s tem 125000 anos, e a civilizao somente 10000 anos, com o fim da ltima idade do gelo.

Embora nenhuma evidncia concreta de vida tenha at agora sido encontrada fora da Terra, os elementos bsicos para seu desenvolvimento foram detectados no meio extra-terrestre. Por exemplo, a lua Europa pode conter vida pois rene os elementos fundamentais: calor, gua e material orgnico procedente de cometas e meteoritos.

A anlise de meteoritos do tipo condrito carbonceo, e a observao de molculas orgnicas no meio interestelar, corroboram a idia de que os compostos orgnicos podem ser sintetizados naturalmente, sem a atuao de seres vivos. Os compostos orgnicos so simplesmente molculas com o tomo de carbono, que tem propriedade eltrica de se combinar em longas cadeias. Vrios meteoritos apresentam aminocidos de origem extraterrestre, que se formaram possivelmente por adeso molecular catalisada por gros de silicato, da poeira interestelar.

A Terra no se formou com a mesma composio do Sol, pois nela faltam os elementos leves e volteis, incapazes de se condensar na regio demasiadamente quente da nebulosa solar onde a Terra se formou, e depois os elementos leves secundrios foram perdidos pelo proto-planeta porque sua massa pequena e temperatura elevada no permitiram a reteno da atmosfera. A atmosfera primitiva resultou do degasamento do interior quente e era alimentada atravs da intensa atividade vulcnica que perdurou por cerca de 100 milhes de anos aps sua formao. Apesar da ejeco de H₂O, CO₂, HS₂, CH₄ e NH₃ na atmosfera, esta no possua oxignio livre como hoje, que poderia destruir molculas orgnicas. A formao de molculas complexas requeria energia de radiao com comprimentos de onda menores que 2200, providos por relmpagos e pelo prprio Sol, j que no havia ainda na Terra a camada de oznio que bloqueia a radiao ultravioleta. Experimentos bioqumicos em laboratrio demonstram que nessa atmosfera redutora, sob a ao de descargas eltricas, possvel formar aminocidos, a base das protenas.

Vida no Sistema Solar 56a5m

A existncia de vida inteligente pode ser descartada em todos os demais planetas do Sistema Solar. Em Marte, onde h gua em certa abundncia, atualmente em forma de vapor ou slido, e a presso atmosfrica na superfcie 150 vezes menor do que na Terra, a morfologia da superfcie indica que houve gua lquida no ado. O meteoro ALH84001, proveniente de Marte, mostra depsitos minerais que ainda esto em disputa cientfica se so restos de nanobactrias, compostos orgnicos simples, ou contaminao ocorrida na prpria Terra.

Vida na Galxia 2u5n52

A inteligncia, interesse sobre o que est acontecendo no Universo, um desdobramento da vida na Terra, resultado da evoluo e seleo natural. Os seres inteligentes produzem manifestaes artificiais, como as ondas eletromagnticas moduladas em amplitude (AM) ou frequncia (FM) produzidas pelos terrqueos para transmitir informao (sinais com estrutura lgica). Acreditando que possveis seres extra-terrestres inteligentes se manifestam de maneira similar, desde 1960 se usam radiotelescpios para tentar captar sinais deles. Esta busca leva a sigla SETI, do ingls Search for Extra-Terrestrial Intelligence, ou Busca de Inteligncia Extra-Terrestre. At hoje no houve nenhuma deteco, mas esta busca se baseia em emisses moduladas de rdio, que produzimos aqui na Terra somente nos ltimos 60 anos. Hoje em dias, as transmisses de dados por ondas eletromagntica esto sendo superada por transporte de informao por fibras ticas, que no so perceptveis a distncias interestelares.

O SETI utiliza ondas de rdio para procurar sinais extraterrestres porque as ondas de rdio viajam velocidade da luz mas no so absorvidas pelas nuvens de poeira e gs do meio interestelar. Dentro de um raio de 80 anos-luz da Terra existem cerca de 800 estrelas similares ao Sol. Podemos ver algumas destas estrelas a olho nu: Alpha Centauri, Tau Ceti, Epsilon Eridani, 61 Cygni e Epsilon Indi. O projeto Phoenix procura por sinais em cerca de 1000 estrelas na vizinhana solar.

OVNIs 1s6935

Devido s grandes distncias interestelares, e limitao da velocidade a velocidades menores que a velocidade da luz pela relatividade de Einstein, no possvel viajar at outras estrelas e seus possveis planetas. O nibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000 km/hr e, portanto, levaria 168000 anos para chegar estrela mais prxima, que est a 4,4 anos-luz da Terra. A espaonave mais veloz que a espcie humana j construiu at agora (Voyager da NASA) levaria 80 mil anos para chegar estrela mais prxima. Mesmo com um reator de fuso nuclear, o combustvel necessrio para a viagem estrela mais prxima ocupa mil navios supertanques, e levaria 900 anos. O Dr. Bernard M. Oliver (1916-1995), diretor de pesquisa e vice-presidente da Hewlett-Packard Corporation e co-diretor do projeto de procura de vida extra-terrestre Cyclops da NASA, calculou que para uma espaonave viajar at esta estrela mais prxima a 70% da velocidade da luz, mesmo com um motor perfeito, que converte 100% do combustvel em energia (nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto), seria necessrio 2,6 10¹⁶ Joules, equivalente a toda a energia eltrica produzida em todo o mundo, a partir de todas as fontes, inclusive nuclear, durante 100 mil anos, e ainda assim, levaria 6 anos s para chegar l. O importante sobre este clculo que ele no depende da tecnologia atual (eficincia de converso de energia entre 10 e 40%), pois assume um motor perfeito, nem de quem est fazendo a viagem, mas somente das leis de conservao de energia. Esta a principal razo que os astrnomos so to cticos sobre as notcias que os OVNIs (Objetos Voadores No Identificados), ou UFOs (Unidentified Flying Objects) so espaonaves de civilizaes extra-terrestres. Devido s distncias enormes e gastos energticos envolvidos, muito improvvel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada ano pudessem ser visitantes de outras estrelas to fascinados com a Terra que esto dispostos a gastar quantidades fantsticas de tempo e energia para chegar aqui. A maioria dos OVNIs, quando estudados, resultam ser fenmenos naturais, como bales, meteoros, planetas brilhantes, ou avies militares classificados. De fato, nenhum OVNI jamais deixou evidncia fsica que pudesse ser estudada em laboratrios para demonstrar sua origem de fora da Terra.

Quatro espaonaves da Terra, duas Pioneers e duas Voyagers, depois de completarem sua explorao do sistema planetrio, esto deixando este sistema planetrio. Entretanto, elas levaro milhes de anos para atingir os confins do Sistema Solar, onde situa-se a Nuvem de Oort. Estas quatro naves levam placas pictoriais e mensagens de udio e vdeo sobre a Terra, mas em sua velocidade atual levaro milhes de anos para chegarem perto de qualquer estrela.

Planetas fora do Sistema Solar 1e1y32

Note-se que ainda no detectamos diretamente nenhum planeta fora do Sistema Solar, embora desde 1992 existam evidncias gravitacionais (efeito Doppler nas linhas espectrais demonstrando movimento em torno do centro de massa) da existncia de mais de sessenta deles em vrias estrelas na nossa Galxia. No podemos detectar os planetas diretamente porque a estrela em volta da qual o planeta orbita muito mais brilhante que o planeta, ofuscando-o. Estes mtodos indiretos, gravitacionais, s conseguem detectar grandes planetas, tipo Jpiter, que no podem conter vida como a conhecemos, porque tm atmosferas imensas e de altssima presso sobre pequenos ncleos rochosos. Planetas pequenos, como a Terra, requerem preciso muito maior do que a atingvel pelas observaes atuais. Como os efeitos gravitacionais s indicam a massa e a distncia do planeta estrela, no podem detectar nenhum sinal de vida.

A estimativa do nmero N de civilizaes na nossa Galxia pode ser discutida com o auxlio da equao de Drake, proposta por Frank Drake (1930-), diretor do projeto SETI:

onde f_p a frao provvel de estrelas que tem planetas (menor que 0,4), f_v a frao provvel de planetas que abrigam vida, f_i a frao provvel de planetas que abrigam vida e desenvolveram formas de vida inteligente, f_c a frao provvel de planetas que abrigam vida inteligente e que desenvolveram civilizaes tecnolgicas com comunicao eletromagtica, a taxa de formao de estrelas na Galxia, e T_t o tempo provvel de durao de uma civilizao tecnolgica. A nica varivel razoavelmente bem conhecida . Podemos fazer um clculo otimista, supondo que a vida como a nossa pulula na Galxia, assumindo

isto , que o nmero de planetas com vida inteligente seria dado pelo nmero de novas estrelas vezes a durao de uma civilizao tecnolgica. Usando =3/ano, f_p = 0,4, e T_t de um sculo, chega-se a N=120. Podemos estimar a distncia mdia entre estas "civilizaes", assumindo que esto distribudas pela nossa Galxia. Como nossa galxia tem aproximadamente 100 000 anos-luz de dimetro por 1000 anos-luz de espessura, o volume total da galxia da ordem de

e a distncia mdia entre estas "civilizaes" ()onde Se N=120, obtemos anos-luz. Num clculo pessimista, o valor de N pode cair por uma fator de um milho. Nesse caso, para haver uma nica civilizao tecnolgica na galxia alm da nossa, ela deveria durar no mnimo 300 mil anos. No h no momento nenhum critrio seguro que permita decidir por uma posio otimista ou pessimista. A equao de Drake pode ser usada para estimar a distncia de uma estrela com civilizao tecnolgica, j que nossa galxia tem aproximadamente 100 mil anos-luz de dimetro e 100 anos luz de espessura. Conclui-se que, para se estabelecer uma comunicao por rdio de ida e volta, mesmo na hiptese otimista, a durao da civilizao tecnolgica no poder ser menor que 12 mil anos. Caso contrrio, a civilizao interlocutora ter desaparecido antes de receber a resposta. Naturalmente existem mais de 100 bilhes de outras galxias alm da nossa, mais para estas o problema de distncia muito maior. Mas um clculo realmente otimista utilizaria um tempo de vida das civilizaes tecnolgicas muito maior do que um sculo.

J que no podemos viajar at as estrelas, qual seria a maneira de detectar sinal de vida em um planeta? Considerando que a gua um solvente ideal para as reaes qumicas complexas que levam vida, e que seus dois constituintes, hidrognio e oxignio so abundantes em toda a Galxia, consideramos que gua lquida na superfcie, e portanto calor adequado, um bom indicador da possibilidade de vida. Outros dois indicadores so a deteco de oxignio e de dixido de carbono. Oxignio um elemento que rapidamente se combina com outros elementos, de modo que difcil acumular oxignio na atmosfera de um planeta, sem um mecanismo de constante gerao. Um mecanismo de gerao de oxignio atravs de plantas, que consomem gua, nitrognio e dixido de carbono como nutrientes, e eliminam oxignio. O dixido de carbono (CO₂) um produto de vida animal na Terra. Mas estas evidncias no sero indicaes de vida inteligente, j que na Terra foram necessrios 4,5 bilhes de anos para a vida inteligente evoluir, mas somente 1 bilho para a vida microscpica iniciar. Entretanto, a vida pode tomar formas inesperadas, evoluir em lugares imprevisveis, e de formas improvveis.

Por exemplo, aqui na Terra, recentemente se encontrou a bactria Polaromonas vacuolata, que vive quilmetros abaixo da superfcie, nos plos, sob temperaturas dezenas de graus abaixo de zero, bactrias em uma mina de ouro da frica do Sul, a 3,5km de profundidade, microorganismos que vivem dentro de rochas de granito, que se acreditava completamente estreis pela completa falta de nutrientes, at micrbios super-resistentes, como o Methanopyrus kandleri, que vivem no interior de vulces submarinos, em temperaturas superiores a 110C. Essas bactrias se alimentam de gases, como o metano, e outros elementos qumicos, como ferro, enxofre e mangans. E outras como as Sulfolobus acidocaldarius, acidfilos, que vivem em fontes de cido sulfrico. Portanto, aqui na Terra, formas de vida primitiva muito diferentes existem.