Bem no meio do Oceano Atlântico, no topo de uma montanha submersa que se ergue a mais de 10.000 pés acima do fundo do mar, fica Lost City. Centenas de torres brancas se projetam para o oceano escuro, abrangendo a área de um quarteirão da cidade e se elevando entre 30 e 200 pés de altura. Fluidos alcalinos quentes cheios de gás hidrogênio se espalham dos topos dessas torres naturais para as águas a leste da Cordilheira Média-Atlântica.
O que parece uma metrópole há muito abandonada é, na verdade, repleto de vida microscópica. Os trilhões de habitantes microbianos de Lost City, empoleirados no topo do Maciço Atlântida, tornaram-se um fascínio para os cientistas. Esses micróbios, prosperando em um campo de ventilação hidrotermal no fundo do Atlântico, mantêm o segredo da sobrevivência da vida em ambientes hostis - e podem até fornecer pistas sobre as origens da vida na Terra.
Amanhã, 8 de setembro, um grupo de 22 pesquisadores, microbiologistas, geólogos e oceanógrafos, viajará pela Cidade Perdida pela primeira vez em anos. Este grupo de cientistas quer saber como os micróbios de Lost City ganham a vida, o que comem e respiram e como sobrevivem às temperaturas e pressões extremas do oceano profundo.
"Queremos saber como eles estão vivendo lá", diz o co-líder da equipe, William Brazelton, microbiologista da Universidade de Utah.
Descoberto em 2000, Lost City é um dos poucos lugares conhecidos como este no planeta. Ao contrário dos tipos mais comuns de fontes hidrotermais, como os fumantes negros e o metano, Lost City não é alimentado por atividade vulcânica. Pelo contrário, as aberturas são criadas quando a água do mar encontra rochas do manto da Terra, criando gás e energia em um processo conhecido como serpentinização. A água rica em cálcio dessas aberturas reage com o carbono na água do mar para formar as icônicas chaminés de carbonato de Lost City.
As chaminés de carbonato de Lost City foram fotografadas durante uma expedição de 2005 ao sistema de fontes hidrotermais. (D. Kelley / M.Elend / UW / URI-IAO / NOAA / Equipe Científica Cidade Perdida) O gás hidrogênio expelido das chaminés fornece uma ampla fonte de energia para os micróbios que vivem em Lost City. "É a coisa mais próxima de um almoço grátis que o universo oferece", diz Brazelton. As chaminés também liberam metano, uma molécula orgânica que é uma fonte rica de energia para muitos tipos de vida.
Embora a energia seja abundante, ainda não está claro onde os micróbios deste ecossistema do fundo do mar obtêm seu carbono ou nutrientes. Segundo a co-líder da equipe, Susan Lang, geoquímica da Universidade da Carolina do Sul, resolver esse mistério é uma das principais missões da expedição.
“Uma das questões que estamos tentando investigar é: para que esses micróbios estão investigando?”, Ela diz. "A vida está sempre procurando alguma coisa."
Durante a expedição de três semanas, cientistas a bordo do navio de pesquisa da Marinha dos EUA (R / V) Atlantis enviarão um veículo operado remotamente (ROV), chamado Jason, descendo cerca de 600 metros em Lost City para coletar amostras. "Jason parece um SUV com um grande rabo saindo pelas costas", diz Beth Orcutt, microbióloga do Laboratório Bigelow de Ciências do Mar, que está envolvida na expedição, mas não vai sozinha. "Os cientistas usam Jason como seus olhos e braços no fundo do mar."
Jason vai coletar sedimentos do fundo do mar e extrair pequenas amostras de chaminés de Lost City, mas, principalmente, Jason vai coletar água. Os cientistas da expedição planejam coletar água saindo das chaminés para capturar micróbios que vivem no interior do Maciço Atlântida. Os pesquisadores supõem que micróbios dentro da montanha introduzem carbono e nutrientes no ecossistema, o que permite a vida microbiana na superfície das chaminés.
"Isso mostraria que a Terra é um sistema altamente conectado", diz Lang. "Mesmo os organismos realmente estranhos que vivem no subsolo do mar estão permitindo a vida na superfície."
O ROV Jason, que irá explorar Lost City e recolher amostras este mês. (Tom Kleindinst / Instituição Oceanográfica do Woods Hole) Determinar como os micróbios sobrevivem dentro da montanha, onde condições inóspitas cercam o processo de serpentinização, também pode dar um vislumbre da vida possível em outros planetas. Como os ingredientes são relativamente simples (rocha e água do mar) e o ambiente é livre de oxigênio, os micróbios dentro da Atlântida podem ser uma janela para formas de vida extraterrestres.
"Este é um exemplo de um tipo de ecossistema que pode estar ativo em Enceladus ou Europa neste exato segundo", disse Brazelton, referindo-se às luas aquosas de Saturno e Júpiter, "e talvez Marte no passado".
O ROV Jason coletará cerca de 30 litros de água do mar todos os dias. Algumas das águas coletadas serão armazenadas em freezers para futuras pesquisas, enquanto algumas serão analisadas no local para medir a composição química, bem como as populações de micróbios e vírus. Nos próximos anos, o teste genético das amostras de água do mar irá iluminar os tipos de micróbios que vivem neste ambiente extremo e como eles conseguem sobreviver.
Há também cientistas que acreditam que Lost City, ou um lugar como este, pode ser onde a vida começou na Terra. "É um bom sistema para o início da vida", disse Lang. Pequenos poros nas paredes das chaminés de Lost City, combinados com a água do mar básica (em oposição à ácida) e uma fonte ilimitada de energia no gás hidrogênio, poderiam fornecer as condições de Cachinhos Dourados necessários para a vida espontânea.
"A geoquímica e a geologia na cidade perdida parecem se unir de uma forma que resolveria o enérgico problema de galinha e ovo da origem da vida", disse Jeffrey Marlow, microbiologista da Universidade de Harvard que não está envolvido na expedição. O problema da “galinha e ovo” refere-se ao fato de que uma célula precisa de energia para criar biomoléculas, e são necessárias biomoléculas para aproveitar a energia.
Marlow pensa que é plausível que a água de alto pH que circula pelos poros da chaminé em Lost City possa gerar condições favoráveis para o início da vida. O gás hidrogênio e outras moléculas que se misturam nos poros podem criar um pré-cursor para uma célula, conhecida como proto-célula.
Uma imagem de microscópio eletrônico de varredura revela os biofilmes transparentes feitos de micróbios dentro e dentro das chaminés de Lost City. (Cortesia de Tomaso Bontognali, Susan Lang e Gretchen Früh-Green) Outros lugares como Cidade Perdida existem no fundo do mar, mas eles se mostraram difíceis de encontrar. Como os subprodutos da serpentinização são relativamente mundanos - principalmente hidrogênio e metano -, sites como Cidade Perdida não têm fortes bioassinaturas, como outros sistemas de ventilação hidrotermal, como os fumantes negros que gotejam gás sulfúrico. "Vamos postular que sites como Lost City são bastante difundidos, nós simplesmente não sabemos onde eles estão", diz Lang. "Agora, diríamos que Lost City é único, mas provavelmente não está sozinho."
Encontrar outra Cidade Perdida em breve parece improvável, considerando que a maior parte do oceano nunca foi explorada por seres humanos. "Nós só vimos uma pequena fração do fundo do mar", diz Marlow. “Há muito mais para ser descoberto.” Segundo o Serviço Nacional de Oceanos dos Estados Unidos, menos de 20% do oceano foi mapeado ou observado por humanos.
O oceano profundo é tanto uma fronteira para os cientistas quanto o espaço profundo. Os pesquisadores estão apenas começando a entender como a vida diversificada funciona em ecossistemas extremos perto do fundo do mar, e os cientistas não são os únicos olhando para o fundo do mar. Recursos minerais, como níquel, cobalto, prata e ouro, despertaram o interesse de empresas de mineração, que estão cada vez mais investindo na exploração futura em águas profundas.
"Quando eu era um estudante aprendendo sobre o mar profundo, a idéia de que existem minerais no fundo do mar que as indústrias poderiam querer era totalmente uma idéia de ficção científica, porque não era economicamente viável", disse Orcutt. Mas agora, as tecnologias necessárias estão aqui, e a International Seabed Authority (a agência das Nações Unidas que dá permissão para mineração em águas internacionais) concede licenças para exploração de mineração a cada ano. Uma dessas licenças, emitida em agosto de 2017, deu à Polônia o direito de explorar a área do fundo do mar, onde fica Lost City.
Uma estrutura "colméia" em Lost City. (Cortesia de Deborah Kelley, Universidade de Washington) Alguns cientistas marinhos dizem que a mineração do fundo do mar antes de entendermos sua biologia básica pode ser uma receita para o desastre. “Assim como em qualquer fronteira, é muito fácil afetar as mudanças sem nem mesmo saber o que está lá ou quais são as vulnerabilidades”, diz Lisa Levin, bióloga e co-fundadora da Deep Ocean Stewardship Initiative, que pretende trazer cientistas, economistas, especialistas em políticas e representantes da indústria em conjunto sobre questões de exploração em águas profundas. Levin diz que quando a Polônia recebeu os direitos para minerar a área em torno de Lost City, levantou uma bandeira vermelha para microbiologistas do fundo do mar. "Foi um evento catalítico."
Muitos pesquisadores de águas profundas agora estão chamando para conservar Cidade Perdida e lugares como este, destacando a importância global da microbiologia do oceano profundo, que contribui para ciclos de nutrientes, mitigação do clima e diversidade genética. "Queremos chamar a atenção para a fração invisível da vida", diz Orcutt, que organizou reuniões científicas sobre os impactos da mineração em águas profundas na atividade microbiana. “O fundo do mar tem valor. Toda vez que os cientistas vão para o fundo do oceano, novas espécies são descobertas. Há muito do oceano que não conhecemos.
A expedição deste mês para Lost City nos ajudará a aprender um pouco mais sobre os misteriosos mundos abaixo.
