Oxigênio Escuro na Zona Clarion-Clipperton: a fonte oculta de oxigênio no fundo do mar

Uma fonte oculta de oxigênio foi identificada numa das regiões mais inacessíveis do oceano - um ambiente em que, por muito tempo, se considerou improvável que a vida conseguisse se manter por conta própria.

Se a observação se confirmar, ela poderá abalar ideias antigas sobre como o oxigênio se forma na Terra e sobre os locais onde a vida ainda poderia persistir hoje.

A missão vai ainda mais fundo

O resultado agora motiva uma nova viagem à Zona Clarion-Clipperton, uma área-alvo de mineração em mar profundo, conhecida por extensas planícies longas e relativamente planas.

O projeto é liderado pelo professor Andrew Sweetman, que há anos acompanha sinais de oxigênio sem explicação clara surgindo a partir de trechos selados do fundo oceânico. Em medições repetidas, esses valores desafiaram, mais de uma vez, o que se aceitava como padrão.

Na Associação Escocesa de Ciência Marinha (SAMS), a equipa preparou plataformas de descida especializadas, feitas para operar nas maiores profundidades do oceano - onde a pressão extrema e a ausência total de luz deixam pouquíssima margem para falhas.

Navios com tripulação e sistemas robóticos conduzirão a descida, mas a instrumentação científica precisa funcionar de forma confiável sob escuridão constante e pressão esmagadora.

Um sinal inesperado de oxigênio

Em campanhas anteriores, a equipa isolou um trecho de lama e nódulos dentro de câmaras vedadas. Em vez de cair, como seria esperado, o nível de oxigênio por vezes subiu.

Num artigo, o oxigênio aumentou por quase dois dias, chegando a ultrapassar em triplo o valor de fundo, enquanto as superfícies dos nódulos alcançaram 0.95 volts.

Mais tarde, o grupo passou a chamar o fenómeno de oxigênio escuro, por ser uma forma gerada sem luz solar nem fotossíntese, e indicou que a hipótese exigia verificação mais rigorosa.

“A nossa descoberta de ‘Oxigênio Escuro’ foi uma mudança de paradigma na nossa compreensão do mar profundo e, potencialmente, da vida na Terra, mas levantou mais perguntas do que respostas”, disse o professor Sweetman.

Superfícies vivas no fundo do mar

Superfícies duras surgem onde nódulos polimetálicos - rochas ricas em metais que se formam ao longo de milhões de anos - repousam sobre a lama em grandes profundidades.

Nessas estruturas, animais como anêmonas e esponjas conseguem se fixar, enquanto necrófagos móveis circulam entre as rochas em busca de alimento.

Micróbios também recobrem essas superfícies, e a química associada a eles pode mudar quando oxigênio ou hidrogênio ficam disponíveis na fina camada de água que delimita o contacto com o fundo.

Por isso, retirar nódulos pode significar remover abrigo e alterar a química local, mesmo que o restante do fundo do mar permaneça aparentemente intacto.

Correntes elétricas no fundo do mar

Diferenças de voltagem entre camadas metálicas de um nódulo podem gerar uma corrente elétrica capaz de impulsionar reações na superfície.

Uma consequência possível é a eletrólise: a eletricidade a dividir a água em hidrogênio e oxigênio, o que acrescentaria oxigênio justamente ao lado das rochas.

A hipótese é compatível com um conjunto de dados irregular, já que algumas câmaras indicaram produção de oxigênio, enquanto outras mostraram consumo constante pelo conjunto de organismos do fundo.

Mesmo que a reação aconteça apenas em pulsos, ela pode ter relevância em áreas com concentração de nódulos - e precisamente onde a mineração os removeria.

Sensores feitos para as trincheiras

Engenheiros da SAMS iniciaram testes de uma nova plataforma chamada Alisa, projetada para funcionar a quase 11 quilômetros de profundidade em trincheiras.

A Alisa leva câmaras e sensores para oxigênio, hidrogênio, pressão, condutividade e turbidez - a “nebulosidade” provocada por partículas em suspensão.

Ao registar oxigênio e hidrogênio no mesmo ponto, o conjunto consegue verificar se a divisão da água e a libertação de gases ocorrem em conjunto.

Ainda assim, pousos bruscos ou sensores entupidos podem comprometer as leituras mais críticas; por isso, a equipa já conta com repetições e redundâncias.

À procura de impressões digitais microbianas

A expedição também pretende trazer sedimentos e nódulos para a superfície, porque filmes vivos nas suas camadas externas podem influenciar a química observada.

No laboratório, equipas conseguem ler ADN para mapear quais micróbios vieram em cada amostra de rocha.

Observações ao microscópio e testes químicos ajudam a confirmar se esses micróbios formavam manchas densas ou se estavam dispersos pela crosta mineral.

Por outro lado, o ARN - cópias de trabalho das instruções genéticas - degrada-se rapidamente, e erros de amostragem podem ocultar justamente os micróbios mais relevantes.

Pistas de oxigênio para além da Terra

O oxigênio é frequentemente usado em buscas por vida, porque muitos organismos na Terra dependem dele para libertar energia dos alimentos.

Cientistas chamam esse tipo de indício de biossinatura: um sinal detetável de que vida pode existir, e o oxigênio costuma estar no topo da lista.

A ideia de oxigênio escuro indicaria que o oxigênio pode surgir sem luz solar em certos cenários; assim, oxigênio por si só não resolveria a questão sobre vida.

“De facto, já estamos em conversa com especialistas da NASA que acreditam que ‘Oxigênio Escuro’ pode remodelar a nossa compreensão de como a vida pode ser sustentada noutros planetas sem luz solar direta”, afirmou Sweetman.

Céticos e controlos em andamento

Críticos argumentam que o aumento de oxigênio pode resultar de ar preso, água agitada ou eletricidade parasita dentro dos instrumentos.

Nas novas campanhas, as medições serão repetidas em locais onde nódulos são escassos, para que qualquer “ruído de fundo” apareça rapidamente.

Os investigadores também vão monitorizar hidrogênio, pois uma eletrólise real deveria produzir os dois gases, e não apenas oxigênio.

Se, com controlos mais rígidos, o oxigênio deixar de aparecer, a alegação perde força; mas, se o padrão se repetir, os céticos terão de rever as objeções.

O que está em jogo com a mineração

Reguladores da Autoridade Internacional dos Fundos Marinhos ainda discutem como administrar a mineração para além das águas nacionais.

Um estudo apontou que marcas de testes de 1979 continuam visíveis, com danos duradouros por sedimentos e menos animais de grande porte.

“Sabemos que a mineração em mar profundo terá um efeito na biodiversidade e no ecossistema em geral”, disse Sweetman.

Se os nódulos também forem uma fonte de oxigênio, reguladores talvez precisem tratá-los como partes ativas do ecossistema, e não apenas como minério.

O que os dados vão decidir

Ao combinar medições de campo em mar profundo com análises cuidadosas de amostras, o projeto quer determinar se os nódulos realmente produzem oxigênio no fundo oceânico.

Resultados inequívocos podem influenciar tanto o debate sobre mineração quanto as afirmações em astrobiologia, embora a resposta possa limitar-se a certos tipos de nódulos e a locais específicos.