Evidências de agricultura em exoplanetas devem ser visíveis ao Telescópio Espacial James Webb

Evidências de agricultura em exoplanetas devem ser visíveis ao Telescópio Espacial James Webb

24 de agosto de 2022 0 Por ucrhyan
Compartilhar:

Cientistas acreditam que seja possível detectar assinaturas biológicas de agricultura em exoplanetas.
Créditos: Shutterstock

A agricultura em escala industrial mudou a composição da nossa atmosfera. Portanto, “exo-fazendas” devem ser visíveis em planetas semelhantes à Terra que orbitam outras estrelas.

Um dos principais desenvolvimentos que separam a civilização moderna das sociedades de caçadores-coletores do passado é a descoberta da agricultura, que ocorreu há cerca de 10.000 anos. Isso começou com o cultivo de plantas silvestres e a domesticação de vários animais para laticínios e carne. A grande vantagem da agricultura é que ela sustenta uma população muito maior do que a caça e a coleta. Isso levou ao surgimento das comunidades, ao compartilhamento de recursos naturais e de ideias e inovações.

Também teve um grande impacto na própria Terra. Os efeitos da agricultura são visíveis no arranjo dos campos em forma de grade, na maneira como a luz é refletida pelas plantas fotossintéticas e nos produtos químicos que liberam na atmosfera, principalmente pela agricultura em escala industrial. Agora, um grupo de astrônomos e astrobiólogos dizem que essa assinatura atmosférica deve ser claramente visível do espaço e que um sinal semelhante também pode ser gerado por uma fazenda em outro planeta. “Vale a pena considerar a assinatura espectral de tal ‘exo-fazenda’ na busca por assinaturas tecnológicas”, dizem Jacob Haqq-Misra e seus colegas, do Blue Marble Space Institute of Science, em Seattle.

Eles continuam explorando como essa assinatura pode parecer e com que facilidade ela pode ser detectada pela atual geração de telescópios espaciais, como o James Webb. Um elemento essencial da agricultura é a aplicação de fertilizantes para aumentar a produtividade. Isso dá às plantas um melhor acesso ao nitrogênio, um elemento crucial da vida. O nitrogênio está prontamente disponível como N2, que compõe 78% da atmosfera. Mas convertê-lo em uma forma utilizável pelas plantas é complicado porque o N2 é unido por uma ligação tripla altamente estável. Este nitrogênio é naturalmente decomposto em formas mais facilmente exploradas de várias maneiras, desde relâmpagos até os micro-organismos no esterco. Mas à medida que a população aumentou, principalmente desde a revolução industrial, a demanda por fertilizantes nitrogenados explodiu. Isso levou ao desenvolvimento de fertilizantes artificiais e uma indústria global dedicada a manipular o ciclo do nitrogênio por meio de uma abordagem industrial para criar amônia chamada processo Haber-Bosch.

O telescópio espacial James Webb pode ser capaz de encontrar sinais de agricultura em planetas fora do sistema solar.
Fonte: NASA

Isso produz grandes quantidades de amônia, algumas das quais escapam para a atmosfera, embora por curtos períodos, já que a amônia geralmente cai no solo após alguns dias. Portanto, os níveis detectáveis de amônia na atmosfera devem ser o resultado de uma atividade agrícola significativa em andamento. Embora a amônia atmosférica tenha vida curta, seu uso como fertilizante produz óxido nitroso (N2O), um gás de efeito estufa que sobrevive na atmosfera por mais de 100 anos. O óxido nitroso também é produzido por combustão. No entanto, Haqq-Misra aponta que outras civilizações podem descobrir, como nós, que a combustão não é sustentável e eliminá-la gradualmente. Assim, a longo prazo, a assinatura de óxido nitroso é mais provável que indique atividade agrícola.

A agricultura também é o principal produtor de metano atmosférico na Terra. Portanto, CH4 é outra assinatura que vale a pena procurar, diz a equipe. “A assinatura de tal exo-fazenda só poderia ocorrer em um planeta que já suporta a fotossíntese, então tal planeta necessariamente já mostrará características espectrais devido a H2O, O2 e CO2”, diz Haqq-Misra. “Esses cálculos sugerem a possibilidade de considerar a detecção simultânea de NH3 e N2O em uma atmosfera que também contém H2O, O2 e CO2 como uma assinatura tecnológica para a agricultura extraterrestre.” Pode ser possível detectar essa assinatura em outros planetas usando os observatórios atuais. Os pesquisadores apontam que o telescópio espacial James Webb, atualmente sendo comissionado, deve ser capaz de detectar amônia no nível de cinco partes por milhão na atmosfera de um planeta rico em hidrogênio orbitando uma anã vermelha próxima. Os níveis atuais de amônia na Terra são cerca de 10 partes por bilhão.

Isso torna a procura por assinaturas de nitrogênio uma busca interessante para os astrobiólogos. É provável que a busca por esse sinal seja um próximo passo natural após a descoberta de assinaturas fotossintéticas. O que parece claro é que é improvável que as assinaturas tecnológicas sejam sinais únicos, mas sim padrões de evidência mais complexos que exigem algum trabalho de detetive dedicado. E com o telescópio James Webb entrando em operação, esse trabalho pode estar prestes a começar.

Fonte