Those padrões ténues e enrugados, impressos em lajes de arenito e siltito antigos, revelaram-se os vestígios de comunidades microbianas de mar profundo que, por tudo o que se sabe, deveriam ter sido impossíveis no local onde se formaram.
Rugas antigas no sítio errado
As estranhas texturas fósseis foram encontradas no Alto Atlas Central, no Vale do Dadès, em Marrocos, no interior de camadas rochosas conhecidas como Formação de Tagoudite. Datam de há cerca de 180 milhões de anos, do período Jurássico.
A investigadora principal Rowan Martindale, geobióloga na Universidade do Texas em Austin, estava no local para estudar antigos sistemas de recifes. Ao atravessar o afloramento, reparou que o solo sob as suas botas parecia subtilmente ondulado, quase como um tecido congelado de pequenas ondulações e dobras.
Estas “estruturas de rugas” estão, tipicamente, associadas a tapetes microbianos em águas pouco profundas e iluminadas pelo sol - não às profundezas escuras do antigo fundo marinho.
É essa discrepância que torna a descoberta tão surpreendente. As rochas que alojam as rugas são turbiditos: depósitos deixados por deslizamentos submarinos, fluxos rápidos de lama e areia que descem a vertente continental.
A análise geológica mostra que estes sedimentos foram depositados a pelo menos 180 metros (cerca de 590 pés) abaixo da superfície do mar. A essa profundidade, chegaria muito pouca luz ao fundo.
O que são estruturas de rugas e porque importam?
As estruturas de rugas são padrões subtis e ondulados nas superfícies de sedimentos antigos. Formam-se, normalmente, quando tapetes microbianos pegajosos se estendem sobre lama ou areia macias e interagem com correntes, ondas ou partículas em deposição.
Estes tapetes são feitos de comunidades microbianas em camadas que capturam e agregam grãos. Com o tempo, os tapetes e as texturas que criam podem ser soterrados e transformar-se em rocha.
As estruturas de rugas são amplamente vistas como uma das pistas-chave para seguir a vida muito primitiva na Terra, sobretudo antes de os animais se tornarem abundantes.
A maioria das estruturas de rugas mais conhecidas provém de rochas com mais de 540 milhões de anos, de antes de os animais escavadores serem comuns. Quando vermes, crustáceos e outros organismos começaram a remexer os sedimentos do fundo marinho, as delicadas texturas microbianas foram muitas vezes apagadas.
Encontrar estruturas tão nítidas em rochas do Jurássico já é invulgar. Encontrá-las em turbiditos de águas profundas é mais estranho ainda.
Demasiado escuro para luz solar: a vida recorreu a químicos
A primeira pergunta da equipa foi: se não havia luz solar significativa, como obtinham energia estas comunidades microbianas? As formas na rocha pareciam semelhantes às de tapetes produzidos por microrganismos fotossintéticos, mas o contexto não se enquadrava nessa explicação.
Testes químicos ajudaram a clarificar a resposta. As camadas com rugas continham carbono elevado, um sinal fortemente associado a atividade biológica. Contudo, não havia indícios de que a luz solar tivesse sido uma fonte de energia importante.
Os investigadores concluíram que os microrganismos antigos eram quimiossintéticos, vivendo de reações químicas em vez de luz.
Os organismos quimiossintéticos obtêm energia ao oxidar químicos como sulfureto de hidrogénio, metano ou ferro reduzido. Atualmente, estas comunidades prosperam junto a fontes hidrotermais, exsudações frias e em certas zonas de margens continentais.
Neste cenário jurássico, o combustível provável veio dos próprios deslizamentos. Cada avalanche submarina teria arrastado material orgânico da plataforma mais rasa para águas mais profundas. À medida que essa matéria orgânica se decompunha, libertaria compostos que os microrganismos quimiossintéticos poderiam usar.
Como os deslizamentos submarinos alimentaram os tapetes
O estudo propõe um ciclo repetido no antigo fundo marinho:
- Deslizamentos varreram sedimentos e detritos orgânicos pela encosta abaixo, formando novas camadas de turbiditos.
- O material orgânico nessas camadas decompôs-se, gerando metano e sulfureto de hidrogénio.
- Tapetes microbianos quimiossintéticos colonizaram a superfície, alimentando-se desses químicos.
- Deslizamentos posteriores por vezes soterraram ou arrancaram os tapetes, preservando no processo as texturas enrugadas.
Nem todos os eventos teriam deixado fósseis. Muitos tapetes terão sido destruídos sem deixar rasto. Os que ficaram preservados como estruturas de rugas são instantâneos de um ecossistema de mar profundo muito mais duradouro.
Repensar onde a vida antiga pode ficar preservada
A presença de estruturas de rugas quimiossintéticas em turbiditos de águas profundas desafia suposições antigas sobre onde os cientistas devem procurar vestígios precoces de vida.
O trabalho sugere que os geólogos se têm concentrado demasiado em ambientes rasos e calmos, ignorando vastas áreas do antigo fundo marinho onde a vida também pode ter florescido.
Se tapetes microbianos conseguiram colonizar turbiditos quimicamente ricos no Jurássico, comunidades semelhantes podem ter existido muito mais cedo na história da Terra. Essas rochas antigas de águas profundas nem sempre foram examinadas cuidadosamente em busca de estruturas tão subtis.
Ao alargar a procura a ambientes mais profundos e instáveis, os investigadores poderão descobrir estruturas de rugas que recuem o registo de comunidades microbianas complexas, sobretudo as alimentadas por química e não por luz.
Porque a quimiossíntese importa para a história da vida
A quimiossíntese é central nos debates sobre a origem da vida. Muitos cenários para o aparecimento da vida colocam os primeiros ecossistemas em ambientes ricos em energia química mas pobres em luz, como sistemas de fontes hidrotermais.
As rugas marroquinas não marcam o início da vida, mas mostram que comunidades quimiossintéticas prosperavam em ambientes marinhos profundos muito depois de a fotossíntese ter transformado o planeta. Isto sublinha um ponto essencial: múltiplas estratégias energéticas podem coexistir durante enormes períodos de tempo.
| Fonte de energia | Ambiente moderno típico | Relevância para a descoberta em Marrocos |
|---|---|---|
| Luz solar (fotossíntese) | Mares rasos, lagos, plantas terrestres | Improvável a 180 m de profundidade, dada a fraca luz |
| Químicos (quimiossíntese) | Fontes, exsudações, algumas margens continentais | Melhor explicação para os tapetes microbianos em águas profundas |
| Decomposição orgânica (heterotrofia) | A maioria dos ecossistemas | O material decomposto forneceu combustível químico para microrganismos quimiossintéticos |
O que isto significa para Marte e outros mundos
Descobertas como esta também moldam a forma como os cientistas pensam sobre vida para além da Terra. Muitos corpos planetários, incluindo Marte e luas geladas como Europa e Encélado, podem ter, ou ter tido, ambientes escuros subsuperficiais ou subaquáticos com energia química mas pouca ou nenhuma luz solar.
Os tapetes de águas profundas em Marrocos mostram que a vida pode organizar-se em comunidades estáveis e estratificadas nessas condições, deixando texturas de pequena escala. Isso aumenta a possibilidade de registos rochosos em Marte - especialmente em bacias antigas onde sedimentos escorregaram encosta abaixo - poderem conter impressões do tipo “ruga”, formadas sem necessidade de luz solar.
Termos-chave e como imaginá-los
Algum do jargão desta investigação pode soar abstrato, mas os conceitos tornam-se mais fáceis com comparações simples:
- Tapete microbiano - imagine um tapete fino e vivo no fundo do mar, feito de milhares de milhões de micróbios unidos por uma substância viscosa.
- Turbidito - pense numa avalanche lamacenta a descer um canhão submarino e, depois, a assentar e formar uma manta em camadas de areia e silte.
- Quimiossíntese - em vez de plantas usarem luz para produzir açúcares, micróbios usam químicos como o sulfureto de hidrogénio como fonte de energia.
Numa plataforma continental moderna, se fosse possível “raspar” a água por cima, talvez se vissem tapetes escuros e irregulares agarrados a zonas pobres em oxigénio onde a matéria em decomposição liberta químicos. O fundo marinho jurássico em Marrocos provavelmente parecia semelhante por vezes - apenas para ser periodicamente soterrado por novos deslizamentos submarinos.
Onde os cientistas poderão procurar a seguir
É provável que os geólogos revisitem agora formações rochosas marinhas profundas que antes eram descartadas como demasiado perturbadas ou demasiado escuras para preservar bioassinaturas subtis. Margens continentais íngremes, bacias antigas de talude e sistemas de turbiditos mais antigos são todos candidatos.
Trabalhos futuros poderão combinar imagiologia de alta resolução com testes geoquímicos para distinguir texturas enrugadas verdadeiramente biológicas de ondulações e arranhões puramente físicos. Se surgirem mais exemplos em rochas mais antigas, isso poderá reformular cronologias sobre quando ecossistemas quimiossintéticos se tornaram generalizados.
Para estudantes ou leitores interessados em identificar estas feições em saídas de campo, a chave é a contenção. As estruturas de rugas são frequentemente delicadas, de baixo relevo, e só se tornam óbvias quando a luz incide com um ângulo raso. Muitas terão sido pisadas durante décadas sem que ninguém se apercebesse de que registavam a vida microbiana antiga, a prosperar silenciosamente no escuro.
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