A Origem da Vida

Somos nós as únicas criaturas no Universo que pensam sobre sua origem e evolução, ou existiriam outras formas de vida inteligente entre as estrelas?

A origem da vida e a existência de vida extraterrestre vêm sendo focalizadas nos noticiários com grande intensidade desde os anos 1950, mas de forma crescente nos últimos anos, com a possível detecção de vida microscópica em Marte, e da existência de água em forma de oceanos, sob uma manta congelada, na lua Europa de Júpiter.

Qual é a origem da vida? O que diferencia seres vivos de simples matéria orgânica? No contexto de evolução cósmica, a vida resulta de uma sequência natural de evolução química e biológica da matéria pré-existente, regida pelas leis físicas. A regra fundamental é que os seres vivos são organismos que se reproduzem, sofrem mutações, e reproduzem as mutações, isto é, passam por seleção cumulativa. Já a vida inteligente requer mais de uma centena de bilhões de células, diferenciadas em um organismo altamente complexo, e portanto a seleção natural cumulativa requer um longo tempo.

Vida na Terra

Segundo a paleontologia, fósseis microscópicos de bactéria e algas datando de 3,8 bilhões de anos são as evidências de vida mais remota na Terra. Portanto cerca de 1 bilhão de anos após a formação da Terra, a evolução molecular já havido dado origem à vida. Desde então as formas de vida sofreram muitas mutações e a evolução darwiniana selecionou as formas de vida mais adaptadas às condições climáticas da Terra, que mudaram com o tempo. A evolução do Homo Sapiens, entretanto, por sua alta complexidade, levou 3,8 bilhões de anos, pois sua existência data de 300 000 anos atrás. O Homo Sapiens Sapiens só tem 125 000 anos, e a civilização somente 10 000 anos, com o fim da última idade do gelo.

Embora nenhuma evidência concreta de vida tenha até agora sido encontrada fora da Terra, os elementos básicos para seu desenvolvimento foram detectados no meio extra-terrestre. Por exemplo, a lua Europa pode conter vida pois reúne os elementos fundamentais: calor, água e material orgânico procedente de cometas e meteoritos.

A análise de meteoritos do tipo condrito carbonáceo, e a observação de moléculas orgânicas no meio interestelar, corroboram a idéia de que os compostos orgânicos podem ser sintetizados naturalmente, sem a atuação de seres vivos. Os compostos orgânicos são simplesmente moléculas com o átomo de carbono, que tem propriedade elétrica de se combinar em longas cadeias. Vários meteoritos apresentam aminoácidos de origem extraterrestre, que se formaram possivelmente por adesão molecular catalisada por grãos de silicato, da poeira interestelar.

A Terra não se formou com a mesma composição do Sol, pois nela faltam os elementos leves e voláteis, incapazes de se condensar na região demasiadamente quente da nebulosa solar onde a Terra se formou, e depois os elementos leves secundários foram perdidos pelo proto-planeta porque sua massa pequena e temperatura elevada não permitiram a retenção da atmosfera. A atmosfera primitiva resultou do degasamento do interior quente e era alimentada através da intensa atividade vulcânica que perdurou por cerca de 100 milhões de anos após sua formação. Apesar da ejecção de H₂O, CO₂, HS₂, CH₄ e NH₃ na atmosfera, esta não possuía oxigênio livre como hoje, que poderia destruir moléculas orgânicas. A formação de moléculas complexas requeria energia de radiação com comprimentos de onda menores que 2200Å, providos por relâmpagos e pelo próprio Sol, já que não havia ainda na Terra a camada de ozônio que bloqueia a radiação ultravioleta. Experimentos bioquímicos em laboratório demonstram que nessa atmosfera redutora, sob a ação de descargas elétricas, é possível formar aminoácidos, a base das proteínas.

Vida no Sistema Solar

A existência de vida inteligente pode ser descartada em todos os demais planetas do Sistema Solar. Em Marte, onde há água em certa abundância, atualmente em forma de vapor ou sólido, e a pressão atmosférica na superfície é 150 vezes menor do que na Terra, a morfologia da superfície indica que houve água líquida no passado. O meteoro ALH84001, proveniente de Marte, mostra depósitos minerais que ainda estão em disputa científica se são restos de nanobactérias, compostos orgânicos simples, ou contaminação ocorrida na própria Terra.

Vida na Galáxia

A inteligência, interesse sobre o que está acontecendo no Universo, é um desdobramento da vida na Terra, resultado da evolução e seleção natural. Os seres inteligentes produzem manifestações artificiais, como as ondas eletromagnéticas moduladas em amplitude (AM) ou frequência (FM) produzidas pelos terráqueos para transmitir informação (sinais com estrutura lógica). Acreditando que possíveis seres extra-terrestres inteligentes se manifestam de maneira similar, desde 1960 se usam radiotelescópios para tentar captar sinais deles. Esta busca leva a sigla SETI, do inglês Search for Extra-Terrestrial Intelligence, ou Busca de Inteligência Extra-Terrestre. Até hoje não houve nenhuma detecção, mas esta busca se baseia em emissões moduladas de rádio, que produzimos aqui na Terra somente nos últimos 60 anos. Hoje em dias, as transmissões de dados por ondas eletromagnética estão sendo superada por transporte de informação por fibras óticas, que não são perceptíveis a distâncias interestelares.

O SETI utiliza ondas de rádio para procurar sinais extraterrestres porque as ondas de rádio viajam à velocidade da luz mas não são absorvidas pelas nuvens de poeira e gás 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 vizinhança solar.

OVNIs

Devido às grandes distâncias interestelares, e à limitação da velocidade a velocidades menores que a velocidade da luz pela relatividade de Einstein, não é possível viajar até outras estrelas e seus possíveis planetas. O ônibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28 000 km/hr e, portanto, levaria 168 000 anos para chegar à estrela mais próxima, que está a 4,4 anos-luz da Terra. A espaçonave mais veloz que a espécie humana já construiu até agora (Voyager da NASA) levaria 80 mil anos para chegar à estrela mais próxima. Mesmo com um reator de fusão nuclear, o combustível necessário para a viagem à estrela mais próxima 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 espaçonave viajar até esta estrela mais próxima a 70% da velocidade da luz, mesmo com um motor perfeito, que converte 100% do combustível em energia (nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto), seria necessário 2,6 × 10¹⁶ Joules, equivalente a toda a energia elétrica produzida em todo o mundo, a partir de todas as fontes, inclusive nuclear, durante 100 mil anos, e ainda assim, levaria 6 anos só para chegar lá. O importante sobre este cálculo é que ele não depende da tecnologia atual (eficiência de conversão de energia entre 10 e 40%), pois assume um motor perfeito, nem de quem está fazendo a viagem, mas somente das leis de conservação de energia. Esta é a principal razão que os astrônomos são tão céticos sobre as notícias que os OVNIs (Objetos Voadores Não Identificados), ou UFOs (Unidentified Flying Objects) são espaçonaves de civilizações extra-terrestres. Devido ás distâncias enormes e gastos energéticos envolvidos, é muito improvável que as dezenas de OVNIs noticiados a cada ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tão fascinados com a Terra que estão dispostos a gastar quantidades fantásticas de tempo e energia para chegar aqui. A maioria dos OVNIs, quando estudados, resultam ser fenômenos naturais, como balões, meteoros, planetas brilhantes, ou aviões militares classificados. De fato, nenhum OVNI jamais deixou evidência física que pudesse ser estudada em laboratórios para demonstrar sua origem de fora da Terra.

Quatro espaçonaves da Terra, duas Pioneers e duas Voyagers, depois de completarem sua exploração do sistema planetário, estão deixando este sistema planetário. Entretanto, elas levarão milhões 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 áudio e vídeo sobre a Terra, mas em sua velocidade atual levarão milhões de anos para chegarem perto de qualquer estrela.

Planetas fora do Sistema Solar

Note-se que ainda não detectamos diretamente nenhum planeta fora do Sistema Solar, embora desde 1992 existam evidências gravitacionais (efeito Doppler nas linhas espectrais demonstrando movimento em torno do centro de massa) da existência de mais de sessenta deles em várias estrelas na nossa Galáxia. Não podemos detectar os planetas diretamente porque a estrela em volta da qual o planeta orbita é muito mais brilhante que o planeta, ofuscando-o. Estes métodos indiretos, gravitacionais, só conseguem detectar grandes planetas, tipo Júpiter, que não podem conter vida como a conhecemos, porque têm atmosferas imensas e de altíssima pressão sobre pequenos núcleos rochosos. Planetas pequenos, como a Terra, requerem precisão muito maior do que a atingível pelas observações atuais. Como os efeitos gravitacionais só indicam a massa e a distância do planeta à estrela, não podem detectar nenhum sinal de vida.

A estimativa do número N de civilizações na nossa Galáxia pode ser discutida com o auxílio da equação de Drake, proposta por Frank Drake (1930-), diretor do projeto SETI:

onde f_p é a fração provável de estrelas que tem planetas (menor que 0,4), f_v é a fração provável de planetas que abrigam vida, f_i é a fração provável de planetas que abrigam vida e desenvolveram formas de vida inteligente, f_c é a fração provável de planetas que abrigam vida inteligente e que desenvolveram civilizações tecnológicas com comunicação eletromagática, é a taxa de formação de estrelas na Galáxia, e T_t é o tempo provável de duração de uma civilização tecnológica. A única variável razoavelmente bem conhecida é . Podemos fazer um cálculo otimista, supondo que a vida como a nossa pulula na Galáxia, assumindo

isto é, que o número de planetas com vida inteligente seria dado pelo número de novas estrelas vezes a duração de uma civilização tecnológica. Usando =3/ano, f_p = 0,4, e T_t de um século, chega-se a N=120. Podemos estimar a distância média entre estas "civilizações", assumindo que estão distribuídas pela nossa Galáxia. Como nossa galáxia tem aproximadamente 100 000 anos-luz de diâmetro por 1000 anos-luz de espessura, o volume total da galáxia é da ordem de

e a distância média entre estas "civilizações" ()onde Se N=120, obtemos anos-luz. Num cálculo pessimista, o valor de N pode cair por uma fator de um milhão. Nesse caso, para haver uma única civilização tecnológica na galáxia além da nossa, ela deveria durar no mínimo 300 mil anos. Não há no momento nenhum critério seguro que permita decidir por uma posição otimista ou pessimista. A equação de Drake pode ser usada para estimar a distância de uma estrela com civilização tecnológica, já que nossa galáxia tem aproximadamente 100 mil anos-luz de diâmetro e 100 anos luz de espessura. Conclui-se que, para se estabelecer uma comunicação por rádio de ida e volta, mesmo na hipótese otimista, a duração da civilização tecnológica não poderá ser menor que 12 mil anos. Caso contrário, a civilização interlocutora terá desaparecido antes de receber a resposta. Naturalmente existem mais de 100 bilhões de outras galáxias além da nossa, mais para estas o problema de distância é muito maior. Mas um cálculo realmente otimista utilizaria um tempo de vida das civilizações tecnológicas muito maior do que um século.

Já que não podemos viajar até as estrelas, qual seria a maneira de detectar sinal de vida em um planeta? Considerando que a água é um solvente ideal para as reações químicas complexas que levam á vida, e que seus dois constituintes, hidrogênio e oxigênio são abundantes em toda a Galáxia, consideramos que água líquida na superfície, e portanto calor adequado, é um bom indicador da possibilidade de vida. Outros dois indicadores são a detecção de oxigênio e de dióxido de carbono. Oxigênio é um elemento que rapidamente se combina com outros elementos, de modo que é difícil acumular oxigênio na atmosfera de um planeta, sem um mecanismo de constante geração. Um mecanismo de geração de oxigênio é através de plantas, que consomem água, nitrogênio e dióxido de carbono como nutrientes, e eliminam oxigênio. O dióxido de carbono (CO₂) é um produto de vida animal na Terra. Mas estas evidências não serão indicações de vida inteligente, já que na Terra foram necessários 4,5 bilhões de anos para a vida inteligente evoluir, mas somente 1 bilhão para a vida microscópica iniciar. Entretanto, a vida pode tomar formas inesperadas, evoluir em lugares imprevisíveis, e de formas improváveis.

 Por exemplo, aqui na Terra, recentemente se encontrou a bactéria Polaromonas vacuolata, que vive quilômetros abaixo da superfície, nos pólos, sob temperaturas dezenas de graus abaixo de zero, bactérias em uma mina de ouro da África do Sul, a 3,5 km de profundidade, microorganismos que vivem dentro de rochas de granito, que se acreditava completamente estéreis pela completa falta de nutrientes, até micróbios super-resistentes, como o Methanopyrus kandleri, que vivem no interior de vulcões submarinos, em temperaturas superiores a 110 C. Essas bactérias se alimentam de gases, como o metano, e outros elementos químicos, como ferro, enxofre e manganês. E outras como as Sulfolobus acidocaldarius, acidófilos, que vivem em fontes de ácido sulfúrico. Portanto, aqui na Terra, formas de vida primitiva muito diferentes existem.