Hipótese da Terra Rara: Por que podemos estar realmente sozinhos no universo

Os criadores da teoria, Peter Ward e Donald Brownlee, explicam à Astronomy porque eles acham que o desenvolvimento de vida complexa em outros mundos é provavelmente extraordinariamente raro.

A hipótese da Terra Rara argumenta que uma confluência de fatores ambientais muito específicos é responsável pela capacidade da Terra de suportar vida complexa. É muito improvável que esses mesmos fatores sejam tão bem ajustados para mundos em outras partes do universo. NASA/Reto Stöckli, com base em dados da NASA e NOAA

A primeira espaçonave a explorar o espaço além da órbita da Terra foi a Pioneer 4 em 1959. Vinte e cinco anos depois, em 1984, os astrônomos Carl Sagan e Jill Tarter fundaram o Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI), um programa que vem vasculhando o cosmos em busca de sinais de vida alienígena desde então. Mas, até o momento, nem uma armada internacional de astronautas robóticos nem cientistas em busca de alienígenas encontraram qualquer evidência de vida extraterrestre. 

De fato, embora nossa exploração do sistema solar tenha sido impressionante em termos de imagens e dados científicos obtidos, os mundos que visitamos além da Terra parecem ser completamente estéreis. Mesmo o pesquisador mais dedicado do SETI teria que admitir que, pelo menos até agora, nossos esforços para encontrar vida em outros lugares do universo foram recebidos com um silêncio de pedra desconfortável. Mas por que?

A hipótese da Terra Rara

Em 2000, dois pesquisadores, Peter Ward e Donald Brownlee, publicaram um livro que oferecia uma possível explicação para a aparente solidão de nossa espécie. Chama-se Terra Rara: Por que a vida complexa é incomum no universo (Copernicus Books, 2000). Ward, um paleontólogo de formação, e Brownlee, um astrônomo, combinaram forças para produzir o que veio a ser chamado de hipótese da Terra Rara.

Simplificando, a hipótese da Terra Rara sugere que as condições únicas da Terra que permitiram o surgimento e o florescimento de vida complexa são excepcionalmente incomuns – e é improvável que ocorram amplamente em todo o universo.

Ward e Brownlee postularam que muitas características fortuitas da Terra, do nosso Sol e do sistema solar levaram ao nosso ecossistema altamente favorável e surpreendentemente estável. Embora algumas dessas propriedades tenham sido amplamente discutidas nos círculos de astronomia antes, outras quase não foram mencionadas.

De acordo com a hipótese da Terra Rara, sem gigantes gasosos massivos como Júpiter e Saturno, a Terra e o resto do sistema solar interno seriam incessantemente bombardeados por detritos potencialmente devastadores. (Ilustração fora de escala.) NASA

A hipótese da Terra Rara se concentra em vários aspectos da Terra e seu ambiente que desempenharam um papel no desenvolvimento de vida complexa. Alguns dos principais fatores que Ward e Brownlee sentiram serem críticos para a formação de vida complexa incluíram: Um planeta que existe em uma parte favorável do tipo certo de galáxia, onde quantidades significativas de elementos pesados ​​estão disponíveis e fontes de radiação esterilizante estão localizadas longe. 

• Uma órbita em torno de uma estrela que tem uma vida longa (bilhões de anos), mas não emite muita radiação ultravioleta.
• Uma distância orbital que permite a existência de água líquida na superfície do planeta ou perto dela.
• Uma distância orbital que é suficientemente distante para evitar que o planeta fique travado por maré à sua estrela hospedeira.
• Uma órbita que é estável em torno de sua estrela hospedeira em escalas de tempo cósmicas.
• Uma inclinação planetária que permite que as mudanças atmosféricas sazonais sejam leves, não severas.
• Um sistema solar que inclui gigantes gasosos capazes de impedir que detritos poluam o interior do sistema solar, reduzindo as chances de grandes impactos cósmicos e subsequentes extinções em massa.
• Uma massa planetária grande o suficiente para reter uma atmosfera e permitir oceanos líquidos.
• Uma lua grande o suficiente para ajudar a estabilizar a inclinação do eixo do planeta.
• Um núcleo planetário fundido que gera um campo magnético global significativo, protegendo amplamente a superfície da radiação solar.
• A presença de oxigênio e a quantidade certa de oxigênio, no momento certo para que a vida complexa o utilize.
• A presença de placas tectônicas, que acumulam massas de terra, criam diversos ecossistemas, fazem o ciclo de carbono para dentro e para fora da atmosfera, evitam um efeito estufa descontrolado e ajudam a estabilizar a temperatura da superfície em todo o mundo.

Poderíamos realmente estar sozinhos?

Nas duas décadas desde que este livro foi publicado, o interesse por essas ideias só cresceu. No ano passado, Astronomy conversou com Ward e Brownlee para discutir a hipótese da Terra Rara. Durante essas conversas, Ward contou como todo o conceito da hipótese da Terra Rara surgiu de um bate-papo baseado em filme com Brownlee.

“Estávamos falando sobre o quão ridícula era a cena do bar de Star Wars  ”, disse Ward. “Foi assim que tudo começou. Olhe para todos aqueles alienígenas! Você sabe, eu só acho que [a noção de alienígenas em todos os lugares] foi impingida ao público.”

Ward e Brownlee desafiaram muitas noções amplamente difundidas que apoiavam a ideia de que a vida complexa está lá fora esperando para ser encontrada. Por exemplo, enquanto o astrônomo Carl Sagan frequentemente opinava que nosso Sol é uma estrela comum, na realidade, cerca de 80 a 95% das estrelas são significativamente diferentes da nossa em termos de tamanho, massa, luminosidade, vida útil e muitos outros fatores. 

Além disso, pesquisadores anteriores que tentaram responder à questão de por que a vida na Terra era tão abundante e tão rara no universo não incluíram placas tectônicas em seu pensamento. De fato, um capítulo inteiro de Rare Earth é dedicado ao tópico, indo ao máximo para explicar o papel das placas tectônicas em transformar a Terra em um bom lugar para a vida. A Terra é, até onde sabemos, o único corpo do sistema solar com placas tectônicas ativas. E há muitas outras características do nosso planeta amigo da vida que não vimos replicadas em nenhum outro lugar do universo também.

O lado oculto da Lua entra em foco nesta imagem capturada pela espaçonave DISCOVR. O grande satélite natural da Terra não apenas produz marés oceânicas, mas também ajuda a estabilizar a inclinação da Terra. NASA/NOAA

A vida simples conta?

É importante lembrar que a hipótese da Terra Rara só se aplica ao surgimento de vida complexa . Ward e Brownlee acreditam que a vida simples , como as bactérias, é generalizada no universo – afinal, mesmo os habitats mais inóspitos da Terra abrigam micróbios. No entanto, a dupla sente que a vida complexa, metazoários como animais e nós, são excepcionalmente raras.

“Se você encontrar vida em outro lugar, é provável que seja microbiana”, disse Brownlee. “Você sabe, a Terra terá uma vida útil de cerca de 12 bilhões de anos, mas [em comparação com as bactérias], os metazoários têm uma gama muito mais restrita de critérios ambientais em que podem sobreviver.” Isso significa que o ambiente de um planeta é propício à vida simples por muito mais tempo do que à vida complexa.

O período de tempo em que temos oxigênio na atmosfera – dióxido de carbono para as plantas e oxigênio para os metazoários – é provavelmente apenas 10 ou 20 por cento da vida útil da Terra. Então, se você pousasse em nosso planeta aleatoriamente ao longo de toda a sua história, não teria nada para ver.”

Bem-vindo contra-evidência

Só porque Ward e Brownlee não acreditam que a vida complexa seja comum em todo o universo, isso não significa que eles não querem que ela seja encontrada. A dupla recebe novos dados de observatórios de ponta, como o Telescópio Espacial James Webb (JWST), que buscam revelar em detalhes as atmosferas dos exoplanetas. E há certas assinaturas atmosféricas que seriam mais reveladoras do que outras.

“Acho muito mais importante tentar procurar atmosferas de oxigênio, mas também procurar reflexos que indiquem clorofila. Você só terá várias maneiras de construir moléculas específicas”, disse Ward. “Realmente volta ao fato de que, como [o cientista planetário da Universidade de Washington] David Catling disse, qualquer animal equivalente precisará de oxigênio – muito.

Você não pode ter criaturas que se movem muito rápido e criaturas que pensam rapidamente, que é uma forma de movimento, e não ter oxigênio na atmosfera para fazê-lo. Você não vai ter pessoas vivendo de dióxido de carbono lá fora”, acrescentou.

Embora convincente, a hipótese da Terra Rara ainda tem seus detratores; muitos dos fatores ambientais que Ward e Brownlee identificaram em seu livro foram criticados nos últimos 20 anos. Entre as condições propostas mais frequentemente atacadas para a vida complexa é que um grande planeta como Júpiter é necessário para manter o sistema solar interno relativamente livre de detritos perigosos. Alguns pesquisadores argumentam que esses planetas podem realmente aumentar a frequência de impactos planetários. Outros críticos tiveram problemas com os requisitos propostos de um campo magnético global e placas tectônicas.

Com relação a essas críticas, Ward é compreensivo, incentivando desafios às suas ideias. “A boa ciência faz algumas coisas”, diz ele, “mas a coisa mais importante que ela faz é estimular outras ciências; a boa ciência deixa as pessoas com raiva. Isso deixa algumas pessoas com raiva o suficiente para que elas saiam e façam algo a respeito.”

A hipótese da Terra Rara permanece não comprovada, mas é difícil ignorar a infinidade de dados que Ward e Brownlee compilaram para apoiar seu caso. As superfícies estéreis e duras de Mercúrio, Vênus e Marte servem como lembretes próximos do que a Terra é um paraíso de sorte em comparação. E rara ou não, é a única casa que temos.

Fonte: Astronomy.com