É apenas uma questão de tempo até que os astrónomos descubram um planeta do tamanho da Terra orbitando uma estrela distante. Quando isso acontecer, as primeiras questões a pôr serão: É habitável? E mais importante, já lá existe vida? Para a procura de pistas para as respostas, os cientistas estão estudando o seu próprio planeta, a Terra.
Os astrónomos Lisa Kaltenegger do Centro para Astrofísica de Harvard-Smithsonian (CfA) e Wesley Traub do Jet Propulsion Laboratory da NASA, propõem usar a história atmosférica da Terra para compreender outros planetas.
"Bons planetas são difíceis de encontrar," disse Kaltenegger. "O novo estudo providenciará os sinais que os astrónomos procurarão quando examinarem verdadeiros mundos tipo-Terra."
Os registos geológicos mostram que a atmosfera da Terra mudou drasticamente durante os últimos 4.5 mil milhões de anos, em parte devido à vida se ter desenvolvido no nosso planeta. Mapeando os gases da atmosfera da Terra durante a sua história, Kaltenegger e Traub propõem que ao procurar por composições semelhantes noutros mundos, os cientistas serão capazes de determinar se esse planeta tem vida, e se assim for, o estágio evolucionário da mesma. O trabalho científico descrevendo o seu estudo está disponível on-line num dos links abaixo.
Até à data, todos os planetas extrasolares foram estudados indirectamente, por exemplo, pelo acompanhamento da maneira como a estrela-mãe oscila devido ao puxo gravítico do planeta. Apenas quatro foram detectados directamente, e são mundos massivos com tamanhos comparáveis ao de Júpiter. A atmosfera de um destes planetas foi detectada por outro cientista do CfA, David Charbonneau, usando o Telescópio Espacial Spitzer da NASA. A próxima geração de missões espaciais, tal como a Terrestrial Planet Finder (TPF) da NASA, ou a missão Darwin da ESA, será capaz de directamente estudar planetas vizinhos do tamanho da Terra.
Os astrónomos querem em particular observar os espectros visível e infravermelho dos planetas terrestres distantes, de modo a saber mais sobre as suas atmosferas. Certos gases deixam assinaturas no espectro de um planeta, tal como impressões digitais ou marcadores de DNA. Ao avistar estas impressões, os cientistas podem aprender mais sobre a composição atmosférica e até deduzir a presença de nuvens.
Hoje em dia, a atmosfera da Terra consiste de cerca de três quartos de nitrogénio e um quarto de oxigénio, com uma pequena percentagem de outros gases como o dióxido de carbono e o metano. Mas há quatro mil milhões de anos atrás, não havia oxigénio. A atmosfera da Terra evoluíu ao longo de seis épocas distintas, cada uma caracterizada por uma mistura particular de gases. Usando software informático desenvolvido por Traub e pelo seu colega no CfA, Ken Jucks, Kaltenegger e Traub modelaram cada das seis épocas da Terra para determinar que impressões espectrais seriam vistas por um observador distante.
"Ao estudar o passado da Terra, podemos aprender acerca do presente estado de outros mundos," explicou Traub. "Se um planeta extrasolar tiver um espectro similar a um dos nossos modelos, podemos potencialmente caracterizar o se estado geológico, a sua habitabilidade, e até que grau a vida evoluíu."
Para melhor compreender estes períodos de tempo, ou "épocas", e para as pôr em perspectiva, podemos escalar a história de 4.5 mil milhões de anos em apenas um ano, adicionando datas começando a 1 de Janeiro - a data da formação da Terra.
ÉPOCA 0 - 12 de Fevereiro
Na época 0 (há 3.9 mil milhões de anos), a jovem Terra possuía uma quente e turbulenta atmosfera composta na sua maioria por nitrogénio, dióxido de carbono e sulfureto de hidrogénio. Os dias eram mais pequenos e o Sol mais ténue, brilhando como uma esfera vermelha através do nosso céu de cor de tijolo. O único oceano que cobria todo o nosso planeta tinha um tom castanho-lamacento que absorvia os bombardeamentos de meteoros e cometas. O dióxido de carbono ajudava a aquecer o nosso mundo, pois o jovem Sol era três vezes menos luminoso do que é agora. Embora não existam fósseis deste período, foram encontradas assinaturas isotópicas de vida em rochas na Gronelândia.
ÉPOCA 1 - 17 de Março
Há cerca de 3.5 mil milhões de anos (Época 1), a paisagem do planeta era polvilhada por cadeias de ilhas vulcânicas, sobressaíndo do vasto oceano global. As primeiras formas de vida na Terra foram as bactérias anaeróbicas - bactérias que podiam viver sem oxigénio. Estas bactérias libertaram grandes quantidades de metano para a atmosfera do planeta, mudando-a de maneiras detectáveis. Se bactérias semelhantes existirem noutro planeta, as futuras missões como a TPF e Darwin poderão detectar as suas "impressões digitais" na atmosfera.
ÉPOCA 2 - 5 de Junho
2.4 mil milhões de anos. A atmosfera alcança a concentração máxima de metano. Os gases dominantes eram o nitrogénio, o dióxido de carbono e o metano. As massas continentais de terra começavam a formar-se. Algas azul-esverdeadas começaram a libertar grandes quantidades de oxigénio para a atmosfera. Grandes mudanças estavam prestes a acontecer.
"Lamento dizer que os primeiros sinais de um E.T. não serão provavelmente emissões de rádio ou TV; em vez disso, poderá ser o oxigénio das algas," afirmou Kaltenegger.
ÉPOCA 3 - 16 de Julho
Há 2 mil milhões de anos, estes primeiros organismos fotossintéticos mudaram a harmonia da atmosfera permanentemente -- produziram oxigénio, um gás altamente reactivo que limpou grande parte do metano e do dióxido de carbono, enquanto sufocava as bactérias anaeróbicas, produtoras de metano. Assim, a atmosfera do planeta ganhou o seu primeiro oxigénio livre. A paisagem era agora lisa e húmida. Com fumegantes vulcões ao longe, as brilhantes lagoas eram coloridas por uma escuma castanho-esverdeada que cria brilhos e reflexos na fétida água. A revolução do oxigénio atingiu a sua força máxima.
"A introdução do oxigénio foi catastrófica para a vida dominante na Terra naquela altura; envenenou-a," disse Traub. "Mas ao mesmo tempo, tornou a vida multicelular, incluíndo a vida humana, possível."
ÉPOCA 4 - 13 de Outubro
Esta época tomou lugar há cerca de 800 milhões de anos, com níveis cada vez maiores de oxigénio. Este período de tempo coincide com o que é agora chamada de "Explosão Câmbrica". Começando aproximadamente há 550 ou 500 milhões de anos, o Período Câmbrico é um marco significante na história da vida na Terra: esta é a altura em que a maioria dos grupos de animais aparecem pela primeira vez nos registos fósseis. A Terra estava agora coberta por pântanos, mares e alguns vulcões activos. Os oceanos borbulhavam de vida.
ÉPOCA 5 - 8 de Novembro
Finalmente, a época 5, há 300 milhões de anos, viu a vida mover-se dos oceanos para terra. A atmosfera alcançou a sua actual composição de principalmente nitrogénio e oxigénio. Este foi o começo da Era Mesozóica, que incluíu os dinossauros. O cenário parecia o "Parque Jurássico" num Domingo à tarde.
ÉPOCA 6 - 31 de Dezembro (23:59:59)
A intrigante questão que permanece é: Como seria a época 6, o período de tempo que a Humanidade ocupa hoje? Poderíamos detectar sinais reveladores de tecnologias extraterrestres em mundos distantes?
À medida que o consenso geral cresce entre os cientistas de que a actividade humana alterou a atmosfera da Terra no que respeita a uma maior concentração de dióxido de carbono, bem como gases como o fréon, poderemos nós identificar as impressões espectrais desses resultados noutros mundos? Embora os satélites em torno da Terra e experiências em balões atmosféricos possam medir estas alterações aqui, o detectar de efeitos semelhantes num mundo distante está bem para lá das capacidades dos programas futuros como o Terrestrial Planet Finder e Darwin. Para conseguir alcançar tais medições serão necessárias gigantescas flotilhas espaciais de telescópios de infravermelhos.
"Por mais assustador que este desafio soe," disse Kaltenegger, "acredito que nas próximas décadas saberemos se o nosso pequeno mundo azul está mesmo sozinho no Universo ou se existem vizinhos por aí, prestes a nos receber."
Links:
Notícias relacionadas:
Comunicado de imprensa (CfA)
Evolução espectral de um planeta tipo-Terra (formato PDF)
International Reporter
Planetas extrasolares:
Wikipédia
PlanetQuest
Enciclopédia dos Planetas Extrasolares
Missão Terrestrial Planet Finder, NASA
Missão Darwin, ESA |
