quinta-feira, 7 de outubro de 2010

Hidrocarbonetos no Sistema Solar

Ao referirmos ao tema hidrocarbonetos, em seguida lembramos a fonte mais impor-tante deles no nosso planeta que é o petróleo, cuja hipótese mais plausível da sua origem seria a partir de transformações químicas de restos orgânicos de animais e plantas depositados no fundo de lagos e mares ao longo do tempo geológico. Partindo dessa premissa, é necessário nos perguntarmos então se o petróleo existe em outros pontos do Sistema Solar. A resposta a esse questionamento surge ao analisar as descobertas da NASA nas diversas viagens realizadas por varias sondas através do nosso Sistema Solar a locais onde a existência de vida é possível, e, com ela, os hidrocarbonetos do tipo petróleo. Lembramos que os ingredientes básicos para existência de vida são abundantes em muitos corpos do Sistema Solar, mas, os biólogos avaliam como imprescindíveis a presença tanto de água líquida como de energia derivada não somente de fontes radioativas. Com base nesses elementos, somente três lugares no Sistema Solar, além da Terra, reúnem essas características, os quais são Marte, a lua Europa de Júpiter e a lua Titã de Saturno.
Marte é o quarto planeta a contar do Sol, localizado a uma vez e meia a distância da Terra ao Sol (Figura 1). Em comparação com o globo terrestre Marte é um mundo bem menor que a Terra, tendo 53% do diâmetro, 28% da superfície e 11% da massa. Como os oceanos cobrem ao redor de 71% da superfície terrestre e Marte carece de mares, as terras expostas de ambos têm aproximadamente a mesma superfície. Marte também é formado por rocha sólida, com um núcleo constituído por ferro solido e ferro fundido (Figura 2). Ele executa uma volta em torno do Sol em 687 dias terrestres e tem um campo magnético com 2% do campo magnético da Terra. Mesmo assim, é um planeta com afini-dades com a Terra, tendo o dia com uma duração muito próxima ao dia terrestre e o mesmo número de estações. As suas calotas polares contêm água e dióxido de carbo-no congelados, possui, ademais, o maior vulcão do sistema solar (Figura 3), desfiladeiros imensos, grandes planícies rochosas, antigos leitos de rios secos, alem de um lago gela-do recentemente descoberto (Figura 4).




As sondas Viking operaram durante anos em Marte, conseguindo colocar de lado as idéias de uma civilização marciana e uma vida primitiva ao nível de musgos, mas as dúvidas quanto a existência de bactérias persistem. A sonda Mars Pathfinder, por outro lado, levou um pequeno veículo robô que explorou e investigou diferentes rochas, verificando rochas de origem vulcânica ou erodidas pelo vento ou pela água. Essa sonda enviou muitas imagens e medições da pressão atmosférica, da temperatura e da velocidade do vento. A sonda Mars Global Surveyor, por outro lado, fotografou o planeta com uma resolução maior que as missões anteriores, quanto que a sonda orbital Mars Express descobriu o primeiro lago gelado encontrado no planeta. Outras missões bem sucedidas foram as dos robôs de exploração Spirit e Opportunity que exploraram Marte mostrando uma antiga costa de um mar salgado.
Europa, enquanto isso, é um das quatro luas exóticas de Júpiter com tamanho de planeta. A partir de levantamentos geofísicos gravimétricos e magnéticos feitos pela sonda Galileu se sabe que é composta principalmente por uma crosta rochosa com raio de 1.565 km, um pouco menor que o da nossa Lua, com um núcleo metálico de ferro e níquel igual ao da Terra. Os dados mostram que Europa gera um pequeno campo magnético que varia periodicamente quando interage com o campo magnético de Júpiter. Acima da crosta rochosa existe uma camada externa de água com 100 km de espessura, possuindo mais água do que o total encontrado na Terra. Como a temperatura na superfície de Europa é de -163°C graus no equador e de apenas -223°C graus nos pólos, o gelo é tão duro como rocha e deve ter uma espessura de 10 a 30 km cobrindo toda a superfície, o que indica que o oceano líquido salgado interno pode ter até 90 km de espessura (Figura 5).


A água superficial congelada é plana e muito rachada com marcas visíveis, o que faz lembrar, em grande medida, ao gelo de mar nos pólos da Terra, e por isso a conclusão de que por baixo da superfície congelada existe uma camada de água líquida mantida pelo calor gerado pelo efeito gravitacional de Júpiter (Figura 6).

Uma das características mais fascinantes de Europa é uma série de linhas que pa-recem rabiscos por todo o globo, algumas delas atingem 1.000 km de comprimento e vá-rias centenas de largura. Estas linhas lembram as quebras nas formações de gelo no mar na Terra e observações posteriores mostraram que as zonas onde a crosta se quebra por efeitos tectônicos, com ambos os lados se movimentando em relação ao outro como a-contece nos mares gelados da Terra, indicando água líquida por baixo (Figura 7).

Observações feitas pelo Telescópio Espacial Hubble revelam que Europa tem uma atmosfera tênue (1 micropascal de pressão atmosférica à superfície) composta de oxigênio, sendo uma das seis luas do Sistema solar que têm atmosfera. Ao contrário do oxigênio da atmosfera terrestre, o oxigênio de Europa não deve ter origem biológica, mas provavelmente gerado pela luz e pelas partículas eletricamente carregadas vindas do Sol que atingem a superfície gelada produzindo vapor de água que se divide em hidrogênio e oxigênio. O hidrogênio escapa à gravidade de Europa por causa da sua massa atômica muito pequena, deixando para trás o oxigênio. Em algumas áreas é possível observar espécie de nuvens, talvez névoa de gotas de amônia.
Titã, por outro lado, é a maior lua de Saturno e a segunda do Sistema Solar, tendo uma vez e meia o tamanho da nossa Lua (Figura 8). É maior, mas, menos massiva que o planeta Mercúrio, e, caso orbitasse o Sol, seria um planeta por direito próprio. Os levantamentos gravimétricos e magnéticos feitos pela sonda Cassini-Huygens revelam que Titã tem várias semelhanças com as grandes luas de Júpiter, sendo metade gelo e metade matéria rochosa, mas, não tem campo magnético. O núcleo rochoso é de 2.500 km de raio, o qual é rodeado por várias camadas de diferentes formas cristalinas de gelo, mas, o seu interior pode ainda ser quente (Figura 9). Como fica mais longe do Sol do que a Terra é muito mais fria e a água existe apenas em forma de rocha sólida congelada. Na superfície, a sua temperatura é de cerca de -179 °C, na qual o gelo de água não sublima, criando uma atmosfera com praticamente nenhum vapor de água. As temperaturas variam pouco do equador para os pólos e do dia para a noite, onde raramente deve chegar aos -50 °C ao meio dia.


As imagens da superfície de Titã mostram grandes regiões claras e algumas escu-ras, revelando uma geologia diversa e complexa com áreas planas e escarpadas. As áreas altas são gelo de água misturada com amônia, que parecem ter origem vulcânica, as quais são rodeadas por terrenos rasos preenchidos com material escuro proveniente da precipitação do nevoeiro de hidrocarbonetos da atmosfera. Da mesma forma, poucas cra-teras de impacto existem, o que sugere que essa lua tem uma superfície que se renova constantemente pela ação de criovulcões activos (Figura 10). Medições de radar a partir da Terra sugerem que não existe nenhum grande oceano de etano em Titã, mas, pode ser que existam pequenos lagos. As imagens mostram montes atravessados por canais escuros de drenagem que se dirigem para uma região larga, plana e escura. Há muitos lagos nos arredores do pólo norte de Titã, alguns deles tão grandes quanto o Mar Morto, com mais de 70 quilômetros de extensão, a diferença, é claro, que os corpos líquidos na superfície terrestre são compostos de água. O que é líquido por lá é o metano, um composto orgânico relativamente simples que, aqui na Terra, o qual e conhecido por ser o resultado do metabolismo de formas de vida. Ao que parece e contrariando o que antes se imaginava, a umidade do ar só atinge um nível que permite a permanência de corpos líquidos perto dos pólos, daí a dificuldade inicial em localizar os lagos.

Titã é a única lua no sistema solar a ter uma atmosfera densa desenvolvida, até mais densa que a da Terra, consistindo bem mais do que de vestígios de gases. Os es-pectrógrafos revelaram que essa atmosfera é composta por 95% de nitrogênio e 5% de metano, sendo a mais rica do Sistema Solar nesse elemento, com vestígios significativos de vários hidrocarbonetos (metano, etano, acetileno, propano, monóxido e dióxido de car-bono, etc.) e hélio. Tal como a atmosfera de Venus, a de Titã roda muito ao redor da su-perfície, a uma velocidade de cerca de 1.670 km/hora no equador, muito mais rápido que a atmosfera da Terra. Os espectrógrafos também descobriram ácido cianídrico (HCN), uma molécula um tanto simples composta por três átomos, que forma as bases nitroge-nadas do DNA, o código com que se escreve a vida (Figura 11).


Como existe metano e monóxido de carbono em quantidade suficiente e Titã está suficientemente próximo do Sol, o planeta pode ser afetado pela luz ultravioleta. O meta-no nas temperaturas comuns de Titã encontra-se no estado gasoso, mas, as radiações mais fortes do Sol na alta atmosfera levam a que as moléculas do metano formem moléculas de carbono mais complexas, produzindo uma camada opaca de neblina. Contudo, esses hidrocarbonetos mais pesados são líquidos a essas temperaturas e produzem ca-madas opacas de aerossol alaranjado a 200 km de altura. Ao ficar demasiado pesadas essas substâncias descem à superfície na forma de chuva e formam lagos com alguns metros de profundidade, talvez cobertos por blocos de gelo de amoníaco. Esses lagos podem se evaporar, mas nenhum processo químico ou físico nas condições de Titã per-mite a transformação destes compostos novamente em metano. A maior parte do metano deve ter origem na superfície ou através de criovulcões que alimentam novamente a atmosfera, para depois se condensar e voltar a cair na forma de chuva de metano, completando um ciclo conhecido como ciclo do metano (Figura 12). Periodicamente, chove me-tano líquido e outros compostos orgânicos para a superfície, num processo que se asse-melha ao ciclo da água na Terra. Apesar disso, Titã é um mundo impróprio para ser visitado, já que o metano é mortal para o homem e a temperatura ambiental é extremamente baixa. Também, a pressão na superfície é de uma vez e meia a do nosso planeta e supor-ta uma camada de nuvens opacas. É um mundo que se manteve oculto, coberto por essa neblina densa e alaranjada que oculta aspectos da sua superfície. Pensava-se que era a maior lua do Sistema Solar, pois sua atmosfera densa reflete a maior parte da luz incidente. A atmosfera é tão espessa que bloqueia a passagem da luz do sol, a qual demora 8 dias terrestres a atravessá-la.


As mudanças sazonais existem ao longo do ano em Titã, que lá, em razão da grande órbita de Saturno ao redor do Sol, deve durar o equivalente a 29 anos terrestres, com cada estação equivalendo a sete anos terrestres completos. Por isso, é necessário observar as mesmas regiões por anos, para poder detectar se esses lagos do seu pólo norte começam a secar e outros no seu pólo sul começam a aparecer, pois o hemisfério norte, que possui a maior parte dos lagos, aparece sempre mergulhado na escuridão do inverno. O Sol só começou a iluminar diretamente os lagos do norte recentemente com a aproximação do equinócio de 2009, quando se inicia a primavera no hemisfério norte desse satélite. As tempestades na região sul do pólo Sul de Titã, onde é verão atualmente, levou a especular que uma área escura poderia ser um reservatório de chuvas de metano.
Existem evidências de que Marte teria sido significativamente mais habitável no passado que nos dias de hoje, mas a existência de que tenha albergado vida permanece em debate. Por exemplo, acredita-se que o meteorito ALH84001, de origem marciana, teria sido projetado ao espaço quando Marte foi atingido por um meteorito maior, carre-gando microorganismos marcianos que vagaram durante 5 milhões de anos pelo cosmos até cair na Antártida, onde foi descoberto. Estudos desse meteorito reportaram características que atribuíram a micro-fósseis deixados pela vida em Marte. Por outro lado, as son-das Viking detectaram vestígios de metano na atmosfera marciana, o que sugere atividade biológica atual escondida na superfície ou no subsolo. O clima seco e frio de Marte torna o planeta inóspito à vida, mas, talvez não totalmente. Nesse sentido, uma história impressionante durante as missões Apollo à Lua forneceu evidências de que a vida pode mesmo resistir a condições adversas. Os astronautas descobriram que bactérias da Terra que tinham viajado para a Lua na sonda dois anos e meio antes tinham resistido num ambiente mais hostil que o encontrado em Marte. A descoberta de vida, ou simplesmente de fósseis de uma vida desaparecida em Marte seria um dos maiores acontecimentos de todos os tempos. Caso a colonização espacial venha a acontecer, Marte é a escolha ideal pelas suas condições mais próximas à Terra que outros planetas e deverá ser um destino ideal para o aventureiro do futuro devido aos seus enormes vulcões, imensos desfiladei-ros e mistérios por resolver.
Devido a Europa contar no seu interior com condições essenciais para a vida como a conhecemos (água e calor e compostos orgânicos), esta lua é capaz de ter um ecossistema onde seres vivos podem existir no oceano por baixo do gelo, subsistindo talvez como os seres vivos que vivem em condições semelhantes nas profundezas dos mares da Terra. No entanto, nenhum ser vivo da Terra seria capaz de viver na super-fície de Europa, mas, existindo no seu suposto mar interno, poderiam lançados por uma espécie de erupção para a superfície e congelados de imediato, onde podem finalmente ser encontrados. Durante a história de Titã, por outro lado, uma contínua camada orgâni-ca lentamente foi cobrindo toda a superfície até, pelo menos, centenas de quilômetros. Devido a isto, Titã tem semelhanças com a Terra primordial e por isso tem sido visto como uma Terra primitiva no congelador, com o embrião da vida congelado. A existência de criovulcanismo em Titã tem importantes implicações na geração de vida, já que expõe os elementos orgânicos da superfície à água líquida. A química aquosa permite que os hi-drocarbonetos formem espécies pré-bióticas mais evoluídas e oxidadas, tais como ami-noácidos. Desta forma, Europa junto com o planeta Marte, está no topo da lista dos cor-pos celestes onde poderia se pensar em encontrar formas de vida primitiva extraterrestre no sistema solar, apesar de uma pequena possibilidade em Titã. Quiçá, daqui a 5 bilhões de anos quando o Sol ampliar 50 vezes o seu tamanho, Titã vai receber a mesma quantidade de energia solar que a Terra recebe hoje. Hipoteticamente e por um curto período de tempo, o satélite poderia tornar-se num mundo oceânico onde a vida prosperará, multiplicando-se em número e qualidade espécies, as quais morrerão, algumas desaparecendo, e se depositando no fundo dos mares, para constituir a matéria orgânica geradora de petróleo.
Com isto, podemos concluir que a maior probabilidade da origem do petróleo parece ser orgânica, se originando a partir de formas de vida mais evoluídas, as quais não existem nesses mundos dos quais falamos nos parágrafos anteriores. Esses mundos precisam percorrer a trilha geológica que nosso planeta seguiu para poder contar com reservatórios de petróleo, o que acontecerá quiçá milhões de anos à frente. Entretanto, há muito o que explorar nesse nosso universo infinito, como mostram as dimensões assustadoras dos astros na Figura 13, o que nos revela que as possibilidades da existência de mundos parecidos ao nosso planeta são imensas.


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