quinta-feira, 19 de julho de 2018

Formações ferríferas bandadas e a explosão do Cambriano


As formações ferríferas bandadas (também conhecidas pelo inglês banded iron formations) são “rochas sedimentares químicas de idade pré-cambriana compostas por bandas alternadas de óxido de ferro (hematita, Fe2O3, ou magnetita, Fe3O4) e bandas de chert e/ou jasper” (Wikipedia). Imagina-se, tradicionalmente, que essas estruturas foram formadas por precipitação a partir da água do mar causada pela liberação de oxigênio produzido por cianobactérias. O oxigênio teria se combinado com o ferro dissolvido nos oceanos para formar óxidos de ferro insolúveis, que precipitariam para o fundo do oceano.

As formações ferríferas bandadas são geralmente encontradas antes do período Cambriano. A presença de todo esse ferro no oceano primitivo teria impedido o aumento do nível de oxigênio na atmosfera, uma vez que o oxigênio produzido pelas cianobactérias reagiria logo em seguida com o ferro oceânico formando compostos insolúveis que precipitariam. O fim desse estoque de ferro teria possibilitado o aumento do nível de oxigênio na atmosfera. A ideia de que essa elevação no nível de oxigênio tenha possibilitado a explosão cambriana vem ganhando cada vez mais destaque. [1]

É nesse contexto que precisamos analisar a recente descoberta de novas formações ferríferas bandadas com idades surpreendentemente menores do que as já conhecidas.[2] De acordo com a Universidade de Alberta (instituição à qual pertence o grupo que liderou a pesquisa):

“A formação ferrífera, localizada no oeste da China, foi conclusivamente datada como sendo de idade cambriana. Com aproximadamente 527 milhões de anos, essa formação é jovem em comparação com a maioria das descobertas até agora. Imagina-se há muito tempo que a deposição de formações ferríferas bandadas, que se iniciou há aproximadamente 3,8 bilhões de anos atrás, terminou antes do Período Cambriano, 540 milhões de anos atrás.”[3]

“Isso é crítico, uma vez que é a primeira observação de uma formação ferrífera bandada similar às do Pré-Cambriano que é mais recente do que o início do Cambriano. Isso oferece a mais conclusiva evidência para a presença de condições ricas em ferro por toda a parte naquele tempo, confirmando o que tem sido recentemente sugerido a partir de proxies geoquímicos”, disse Kurt Konhauser, co-author do trabalho.[3]

O achado cria um dilema. Se as formações ferríferas bandadas podem ser tomadas como indício de atmosfera pobre em oxigênio, então, até por volta de 527 milhões de anos atrás (na cronologia evolucionista) não teríamos uma atmosfera com concentrações apreciáveis de oxigênio, o que minaria uma das propostas para a razão da explosão do Cambriano. Se, por outro lado, insiste-se em que o início do Cambriano foi um período de atmosfera rica em oxigênio, à despeito das formações ferríferas bandadas posteriores, então a presença dessas formações no período Pré-Cambriano não pode, de forma similar, ser tomada como evidência de baixos níveis de oxigênio. Isso compromete uma importante evidência usada pelos defensores da abiogênese a favor de uma atmosfera redutora sob a qual teriam sido formados os compostos químicos que dariam origem às primeiras células (diga-se de passagem, um salto gigantesco: compostos químicos a células).

Um artigo recente da Nature menciona evidências geológicas a favor de uma atmosfera com concentrações de oxigênio relativamente altas no início do Cambriano. [1] Será que as formações ferríferas bandadas realmente significam o que dizem que elas significam, que existiu uma atmosfera redutora nos primórdios de nosso planeta?

Vamos esperar os desdobramentos, mas ao que tudo indica, os defensores da abiogênese precisarão rever suas posições a respeito do “fato da evolução química. É uma pena que, nesse campo, a única pergunta que se faça seja “como a vida se originou espontaneamente?” e não “como a vida se originou?”.

[1] Douglas Fox, “What sparkedthe Cambrian explosion”, Nature 530 (2016) 268.

[2] Zhi-Quan Li, Lian-Chang Zhang, Chun-Ji Xue, Meng-Tian Zheng, Ming-Tian Zhu, Leslie J. Robbins, John F. Slack, Noah J. Planavsky & Kurt O. Konhauser, “Earth’s youngest banded iron formation implies ferruginous conditions in the Early Cambrian ocean”, Scientific Reports 8 (2018) 9970.

sexta-feira, 13 de julho de 2018

Mais informação encontrada no DNA

No link abaixo você encontra o artigo do site Evolution News a respeito da descoberta de um possível novo nível de informação no DNA:

More Information Found in DNA: The Shape Code

segunda-feira, 2 de julho de 2018

Estamos sozinhos no Universo? Três acadêmicos de Oxford concluem que provavelmente sim

"Onde estão?"
Foi a pergunta que o famoso físico italiano Enrico Fermi fez a seus colegas quando trabalhava no Laboratório Nacional de Los Alamos, nos Estados Unidos, em 1950.

Fermi discutia a existência de outras civilizações inteligentes e a aparente contradição entre as estimativas que afirmam haver uma alta probabilidade de essas civilizações existirem no universo observável - e a falta de evidências delas.

Somente na Via Láctea, a estimativa mais conservadora indica a existência de cerca de 100 bilhões de estrelas, muitas rodeadas por planetas. Por que, então, ainda não temos a comprovação de vida inteligente além do nosso planeta?

Se existem bilhões de possibilidades de que haja civilizações inteligentes, por que ninguém procurou entrar em contato?

Essa disparidade, que é conhecida como o paradoxo de Fermi, foi agora reavaliada por três acadêmicos da Universidade de Oxford.

E em seu estudo, intitulado Dissipar o Paradoxo de Fermi, eles dizem que é mais provável que a humanidade "esteja sozinha no Universo".


Equação

 

Os três autores do estudo são Anders Sandberg, pesquisador do Instituto Futuro da Humanidade, da Universidade de Oxford, o engenheiro Eric Drexler, que popularizou o conceito de nanotecnologia, e Tod Ord, professor de Filosofia no mesmo centro acadêmico.

O novo trabalho deles analisa uma das bases matemáticas do paradoxo de Fermi, a chamada equação de Drake, proposta pelo astrônomo Frank Drake na década de 1960.

A equação foi concebida para estimar o número de civilizações detectáveis na Via Láctea e multiplica sete variáveis.

Duas delas, por exemplo, são N, o número de civilizações na Via Láctea cujas emissões eletromagnéticas são possíveis de detectar, e fp, a fração de estrelas com sistemas planetários.

Os três estudiosos de Oxford apresentaram uma versão atualizada da equação de Drake que incorpora "uma distribuição mais realista da incerteza".


"Sozinhos"

 

A equação de Drake foi usada no passado para mostrar que a quantidade de possíveis lugares onde poderia haver vida deveria produzir um grande número de civilizações.

Mas essas aplicações assumem "certeza em relação a parâmetros altamente incertos", apontam os autores do estudo.

"Nós examinamos esses parâmetros, incorporando modelos de transições química e genéticas nos caminhos em direção à origem da vida, e mostramos que o conhecimento científico existente corresponde a incertezas que abrangem várias ordens de magnitude. Isso faz uma grande diferença", acrescentaram Sandberg e seus colegas.

A revisão da equação com distribuições mais realistas de incerteza levou os autores a concluírem que "há uma probabilidade de 39% a 85% de que os seres humanos estejam sozinhos no Universo".

"Encontramos uma probabilidade substancial de que não haja outra vida inteligente em nosso universo observável e, portanto, não deveria haver surpresa quando não detectamos quaisquer sinais disso," afirmam os autores.

A maior incerteza "nos leva a concluir que existe uma probabilidade razoavelmente alta de estarmos sozinhos", reforçam eles.


Inteligência extraterrestre

 

Os autores do estudo não acreditam, no entanto, que os cientistas deveriam desistir de buscar inteligência extraterretre ou SETI, da sigla em Inglês.

Recentemente, por exemplo, cientistas descobriram a existência de complexas moléculas baseadas em carbono nas águas de Enceladus, uma lua de Saturno, que podem indicar que o local é capaz de abrigar vida - algo que só será comprado após muitos anos mais de pesquisas.

"Não estamos mostrando que essa busca (por vida extraterrestre) é inútil, pelo contrário", declarou Sandberg. "O nível de incerteza que temos de reduzir é enorme e a astrobiologia e a SETI podem desempenhar um papel importante na redução dessa incerteza de alguns parâmetros."

Não há respostas simples para o paradoxo de Fermi.

Se apesar da baixa probabilidade, for detectada vida extraterrestre inteligente no futuro, Sandberg diz que "não devemos nos surpreender muito".


Fonte: BBC News

domingo, 3 de junho de 2018

Qual é o propósito da Ciência?

Luiz Davidovich -  Professor Titular, Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro e Presidente da Academia Brasileira de Ciências
Uma teoria com beleza matemática é mais provável de ser correta do que uma teoria feia que concorde com alguns dados experimentais
Paul Dirac (1902-1984)
No início do século 20, um grupo de jovens provoca uma revolução na ciência, ao formular uma teoria que se afasta radicalmente dos conceitos clássicos: a física quântica. Surge então uma nova visão da natureza: a luz comporta-se ora como ondas, ora como se fosse constituída de corpúsculos; átomos e elétrons poderiam também ter comportamento típico de ondas. O primeiro vislumbre aparece com os trabalhos de Max Planck, em 1900 e de Albert Einstein, em 1905. Os jovens responsáveis por essa reviravolta conceitual não tinham nenhuma ideia sobre possíveis aplicações dessa nova física: movia-os a curiosidade e a paixão pelo conhecimento.
Cem anos depois dos trabalhos de Planck, um artigo publicado na revista Scientific American pelos físicos norte-americanos Max Tegmark e John Archibald Wheeler mostrava que, no ano 2000, cerca de 30% do Produto Interno Bruto (PIB) norte-americano eram baseados em invenções tornadas possíveis pela física quântica, de semicondutores em chips de computadores a lasers em reprodutores de CDs e DVDs, aparelhos de ressonância magnética em hospitais, e muito mais.
A história é rica em exemplos de descobertas em ciência básica, movidas pela curiosidade, que acabaram provocando grandes transformações no quotidiano da humanidade. Assim foi com a eletricidade, explorada em experimentos pelo grande físico britânico Michael Faraday. Foi ele quem descobriu, em 1831, que uma corrente elétrica era produzida em um fio de cobre, ao movê-lo em um campo magnético — descoberta que deu origem aos geradores de energia elétrica. Questionado pelo então Ministro das Finanças britânico, Sir William Gladstone, sobre a utilidade do efeito que acabara de descobrir, Faraday responde: "Há uma alta probabilidade, Sir, que em breve o senhor poderá taxá-la”.
Também no Brasil, a ciência teve um retorno fantástico: aumentou enormemente a eficiência da agricultura, tornou possível a extração de petróleo do pré-sal — hoje mais que 50% da produção brasileira —, permitiu o enfrentamento de epidemias emergentes, o enriquecimento de urânio para centrais nucleares e o aparecimento de diversas empresas de alta tecnologia com protagonismo internacional.
Hoje em dia, a velocidade crescente do avanço científico e tecnológico diminui a distância entre descobertas de ciência básica e suas aplicações. Por isso mesmo, em 2012, em meio à crise global que afeta a taxa de crescimento de sua economia, a China aumenta em 26% os recursos para pesquisa básica. A União Europeia planeja alcançar, no ano 2020, 3% do PIB em pesquisa e desenvolvimento. Coréia do Sul e Israel já ultrapassam os 4% do PIB. Enquanto isso, o financiamento à pesquisa no Brasil está estagnado, em torno de 1% do PIB, o que ameaça as conquistas já alcançadas e mina o desenvolvimento econômico e social do país.
Mas a ciência não deve ser justificada apenas em função de suas possíveis aplicações. Se assim fosse, como entender o entusiasmo em torno do anúncio, em 2016, da detecção de ondas gravitacionais produzidas por uma colisão de buracos negros, ocorrida há mais de um bilhão de anos atrás, motivo de manchetes de jornais em todo o mundo e do Prêmio Nobel de Física em 2017? Como entender a fascinação provocada pela descoberta de um novo elo na evolução da espécie humana?
A curiosidade está inscrita no DNA humano. Trata-se de buscar respostas para questões fundamentais: quem somos, de onde viemos, qual o nosso lugar no Universo. A busca pelo desvelamento dos enigmas da natureza está intimamente ligada ao senso de beleza, que justifica a frase do grande físico Paul Dirac e é fundamental para o propósito humano. Einstein dizia que “A coisa mais bela que podemos experimentar é o misterioso. Essa é a fonte de toda verdadeira arte e toda a ciência. Aquele para quem essa emoção é estranha, aquele que não pode mais fazer uma pausa para refletir e ficar absorto em admiração, está praticamente morto: seus olhos estão fechados”.
Einstein dizia também que “o eterno mistério do mundo é sua compreensibilidade”. Está aí talvez o grande enigma da ciência, aquele que une de forma indissolúvel o Universo com aqueles que o observam: através da ciência, o Universo é descrito por uma parte sua, a chamada “vida inteligente”, que obsessivamente procura entender os mistérios do mundo em que vive e as respostas para sua própria existência.

quarta-feira, 13 de dezembro de 2017

O que o mais avançado telescópio espacial e os olhos de um molusco têm em comum?

O telescópio espacial James Webb é a nova obra prima da NASA e tem o papel de substituir o Hubble. O Webb é 100 vezes mais sensível que seu antecessor e isso está diretamente ligado ao tamanho de seu espelho principal, com cerca de 6,5 m contra apenas 2,4 m do Hubble. Mas como levar um espelho de 6,5 m para o espaço? Isso é possível porque o espelho do Webb é formado por 18 placas reflexivas de berílio com formato hexagonal. Assim, o espelho pode ser "dobrado" para o lançamento e aberto quando já estivar no espaço. Seu lançamento está previsto para o segundo trimestre de 2019.

As vieiras (de nome científico Pecten maximus) são moluscos marinhos da família Pectinidae. São algumas vezes chamadas de as primas ricas das ostras, sendo utilizadas na culinária fina. Mas o que quase ninguém sabe é que esses moluscos escondem um verdadeiro espetáculo de tecnologia quando o assunto é a visão.

Destaque de alguns dos numerosos
olhos de uma vieira.
Uma vieira chega a ter 200 olhos, cada um deles medindo cerca de 1 milímetro de diâmetro. Uma nova pesquisa acaba de revelar como esses olhos são formados, e o resultado é surpreendente. Cada um dos cerca de 200 olhos é constituído por milhões de cristais em forma de placas quadradas perfeitas, organizadas em uma espécie de mosaico. Essas placas formam uma superfície refletora que é curvada de modo que a vieira possa focalizar a luz em diferentes retinas.

Há algum tempo já se sabia que os olhos das vieiras eram incomuns. Em 1960, o biólogo Michael Land mostrou que cada um dos olhos das vieiras usa um espelho para focalizar a luz, enquanto a maioria dos outros tipos de olhos encontrados na natureza utiliza lentes. Land também determinou que esse espelho natural é feito de cristais de guanina, um dos quatro nucleotídeos que formam o DNA. Naquela época, contudo, não havia tecnologia suficiente para visualizar os detalhes desse espelho.
Imagem de uma microscopia das placas de
guanina que formam o espelho de um
dos olhos de uma vieira.

Graças à técnica conhecida como crio-microscopia eletrônica, os pesquisadores puderam desvendar as minúcias dessa maravilhosa estrutura. Os cristais de guanina formam placas quadradas perfeitas, o que impressiona o biólogo Benjamin Palmer, co-autor do trabalho,"Isso é realmente estranho. É a primeira vez vemos um quadrado perfeito!".

A guanina não forma naturalmente cristais que podem ser encaixados. Isso significa que a vieira, de alguma forma, controla o processo de cristalização. Os cristais nos olhos da vieira se ajustam lado a lado exatamente como os azulejos de uma parede e formam uma superfície suave que minimiza a distorção de imagens.

Uma única camada desse mosaico de guanina é transparente. Então, o que ocorre na vieira é um empilhamento de cerca de 20 a 30 camadas que criam uma superfície refletora. Esse intricado conjunto funciona como um telescópio, que usa diversos espelhos menores para criar uma grande superfície curva refletora.

Mas o olho da vieira parece estar pelo menos um passo à frente do telescópio. Isso porque, ao invés de formar uma superfície côncava como um hemisfério perfeito, o espelho da vieira assume uma forma 3D incomum que a permite focalizar a luz em uma de duas retinas, dependendo do ângulo de entrada da luz. Uma retina é ajustada para a luz fraca que vem da visão periférica, enquanto a outra captura melhor movimento e luz forte.

Evidência de planejamento? O que você acha? Talvez um dos muitos engenheiros envolvidos no projeto do telescópio Webb possa opinar...

Referências

B. Palmer et al. The image-forming mirror in the eye of the scallop. Science. Vol. 358, 2017, p. 1172.

ScienceNews, Scallops’ amazing eyes use millions of tiny, square crystals to see, <https://www.sciencenews.org/article/scallops-amazing-eyes-use-millions-tiny-square-crystals-see>

segunda-feira, 11 de dezembro de 2017

Centenas de ovos de pterossauros descobertos em escavação revolucionária

O título deste artigo é o mesmo que foi usado pela National Geographic [1] para noticiar a descoberta de pelo menos 215 ovos de pterossauros extraordinariamente bem preservados. Em alguns desses ovos, podem ser vistos embriões e filhotes que haviam acabado de ser chocados. Além do número de ovos e da qualidade da preservação de detalhes, chama a atenção a descrição das condições que provocaram a fossilização. De acordo com a reportagem da National Geographic:

"Os Hamipterus não apenas se alimentavam nesse paraíso há tanto tempo perdido, eles também se reproduziam ali, provavelmente enterrando ninhadas de ovos na vegetação ou nos litorais. Os ovos fossilizados nos sedimentos do lago se agitaram pela rápida água corrente, um sinal de que tempestades devam ter inundado a área do ninho e sacudido os ovos até um lago maior, onde a lama ensopada os enterrou. Os ovos não escoaram todos de uma vez: eles se dividem em quatro camadas de sedimento distintas, o que sugere que múltiplas enchentes os depositaram ao longo do tempo." [1]

"Conforme as águas se enfureciam no velho lago chinês, muitos dos ovos de pterossauros racharam, deixando entrar sedimentos que no final das contas preservaram suas formas retangulares. Em pelo menos 16 desses ovos, os sedimentos também embalaram os delicados esqueletos de embriões de pterossauros em desenvolvimento, inclusive um osso que a equipe pensa que pertencera a um animal previamente chocado." [1]

Em outras palavras, o cenário envolve, como é comum em fossilização, inundações catastróficas e sedimentos. Neste caso em particular, fala-se de múltiplas enchentes "ao longo do tempo" por causa das quatro camadas nas quais os ovos estão divididos. Podemos interpretar essa divisão em camadas de duas formas. A primeira, apela aos experimentos de Berthault [2], segundo os quais um padrão de extratos (como o observado nas camadas sedimentares) pode se formar rapidamente, com todas as camadas (do fundo ao topo) sendo depositadas simultaneamente. Neste caso, a linha do tempo estaria na direção horizontal, não vertical.

Uma outra possibilidade vem das marés altas e baixas que devem ter ocorrido durante o dilúvio, como explica John Morris [3]

"As águas continuaram subindo e descendo e subindo novamente até que todas as montanhas pré-diluvianas estivessem cobertas. Elas mantiveram um nível de oceano anormalmente elevado, mas flutuante, através do dilúvio, na medida em que interações complexas entre as forças tectônicas e hidrodinâmicas testemunhavam as águas vindo e indo em ondas." 

Ambas as possibilidades dão conta de ovos distribuídos em diferentes camadas sedimentares.

Em resumo, a história que os fósseis (não apenas neste caso) nos contam sobre o passado é de um cenário catastrófico e envolvendo grandes quantidades de água e sedimento, mortandade em massa, soterramentos repentinos e eventos geológicos de dimensões e violência tal qual não se veem nos dias de hoje. Seria o dilúvio de Genesis uma hipótese viável para explicar isso tudo? Acredito que sim.

Referências:

1-National Geographic, "Centenas de ovos de pterossauros descobertos em escavação revolucionária", <http://www.nationalgeographicbrasil.com/video/tv/veja-diplopodes-juntando-forcas-para-sobreviver>

2-G. Berthault, "Analysis of Main Principle of Stratigraphy on the Basis of Experimental Data", Lithology and Mineral Resources, vol. 3, 2002, p. 442-446.

3-John D. Morris, "The Global Flood: Unlocking Earth's Geologic History", Edição para Kindle (Posição de leitura 911 de 4617).