Colonos da Lua: Cientistas dizem que as plantas vão crescer melhor no 'solo' lunar de crateras de impacto fresco

O que você precisa para fazer seu jardim crescer? Além de muito sol alternando com chuvas suaves - e abelhas e borboletas ocupadas para polinizar as plantas - você precisa de um solo bom e rico para fornecer minerais essenciais. Mas imagine que você não tivesse solo rico, nem pancadas de chuva, nem abelhas e borboletas. E a luz do sol era muito forte e direta ou ausente, causando temperaturas congelantes.

Poderiam as plantas crescer num tal ambiente – e, em caso afirmativo, quais? Esta é a pergunta que colonos na lua (e Marte) teriam de enfrentar se (ou quando) a exploração humana dos nossos vizinhos planetários prosseguir. Agora um novo estudo, publicado em Biologia das Comunicações, começou a fornecer respostas.

Os pesquisadores por trás do estudo cultivaram a planta de rápido crescimento Arabidopsis thaliana em amostras de regolito lunar (solo) trazidas de três lugares diferentes na Lua pelos astronautas da Apollo.

Solo seco e árido

Esta não é a primeira vez que foram feitas tentativas cultivar plantas em regolito lunar, mas é o primeiro a demonstrar por que não prosperam.

O regolito lunar é muito diferente dos solos terrestres. Para começar, não contém matéria orgânica (vermes, bactérias, matéria vegetal em decomposição) que é característica do solo da Terra. Nem tem um conteúdo inerente de água.

Mas é composto pelos mesmos minerais que os solos terrestres, portanto, assumindo que a falta de água, luz solar e ar é melhorada pelo cultivo de plantas dentro de um habitat lunar, então o regolito poderia ter potencial para cultivar plantas.

A pesquisa mostrou que este é realmente o caso. Sementes de A. thaliana germinaram na mesma proporção no material Apollo e no solo terrestre. Mas enquanto as plantas no solo terrestre desenvolveram raízes e produziram folhas, as mudas Apollo ficaram atrofiadas e tiveram um crescimento radicular deficiente.

O principal objetivo da pesquisa foi examinar as plantas no nível genético. Isto permitiu aos cientistas reconhecer quais fatores ambientais específicos evocavam as respostas genéticas mais fortes ao estresse. Eles descobriram que a maior parte da reação ao estresse em todas as mudas da Apollo veio de sais, metais e oxigênio que são altamente reativos (os dois últimos não são comuns no solo terrestre) nas amostras lunares.

As três amostras da Apollo foram afetadas em diferentes graus, sendo as amostras da Apollo 11 as de crescimento mais lento. Dado que a composição química e mineralógica dos três solos Apollo eram bastante semelhantes entre si e com a amostra terrestre, os investigadores suspeitaram que os nutrientes não eram a única força em jogo.

O solo terrestre, denominado JSC-1A, não era um solo regular. Era uma mistura de minerais preparada especificamente para simular a superfície lunar e não continha matéria orgânica.

O material inicial foi o basalto, assim como no regolito lunar. A versão terrestre também continha vidro vulcânico natural como análogo do “aglutinados vítreos”-pequenos fragmentos minerais misturados com vidro derretido - que são abundantes no regolito lunar.

Os cientistas reconheceram os aglutinados como uma das possíveis razões para a falta de crescimento das mudas no solo Apollo em comparação com o solo terrestre, e também para a diferença nos padrões de crescimento entre as três amostras lunares.

Aglutinados são uma característica comum da superfície lunar. Ironicamente, eles são formados por um processo conhecido como “jardinagem lunar”. É assim que o regolito muda, através do bombardeamento da superfície da Lua por radiação cósmica, vento solar e minúsculos meteoritos, também conhecido como intemperismo espacial.

Como não há atmosfera para desacelerar os minúsculos meteoritos que atingem a superfície, eles impactam em alta velocidade, causando derretimento e, em seguida, resfriamento (resfriamento rápido) no local do impacto.

Gradualmente, formam-se pequenos agregados de minerais, mantidos unidos pelo vidro. Eles também contêm pequenas partículas de ferro metálico (ferro nanofásico) formadas pelo processo de intemperismo espacial.

É este ferro a maior diferença entre os aglutinados vítreos nas amostras Apollo e o vidro vulcânico natural na amostra terrestre. Esta foi também a causa mais provável do stress associado ao metal reconhecido nos perfis genéticos da planta.

Assim, a presença de aglutinados nos substratos lunares fez com que as mudas da Apollo tivessem dificuldades em comparação com as mudas cultivadas no JSC-1A, principalmente as da Apollo 11. A abundância de aglutinados em uma amostra de regolito lunar depende do período de tempo que o material ficou exposto na superfície, o que é conhecido como “maturidade”de um solo lunar.

Solos muito maduros estão na superfície há muito tempo. Eles são encontrados em locais onde o regolito não foi perturbado por eventos de impacto mais recentes que criaram crateras, enquanto solos imaturos (abaixo da superfície) ocorrem ao redor de crateras recentes e em encostas íngremes de crateras.

As três amostras da Apollo tinham maturidades diferentes, sendo o material da Apollo 11 o mais maduro. Continha a maior quantidade de ferro nanofásico e exibia os maiores marcadores de estresse associados a metais em seu perfil genético.

A importância do solo jovem

O estudo conclui que o regolito mais maduro foi um substrato menos eficaz para o cultivo de mudas do que o solo menos maduro. Esta é uma conclusão importante, porque demonstra que as plantas poderiam ser cultivadas em habitats lunares utilizando o regolito como recurso. Mas que a localização do habitat deve ser orientada pela maturidade do solo.

E um último pensamento: ocorreu-me que as conclusões também se poderiam aplicar a algumas das regiões empobrecidas do nosso mundo. Não quero ensaiar o velho argumento de “Porquê gastar todo este dinheiro em investigação espacial quando poderia ser melhor gasto em escolas e hospitais?”. Isso seria assunto para um artigo diferente.

Mas existem desenvolvimentos tecnológicos decorrentes desta pesquisa que poderiam ser aplicáveis ​​na Terra? Poderá o que foi aprendido sobre as alterações genéticas relacionadas com o stress ser usado para desenvolver culturas mais resistentes à seca? Ou plantas que poderiam tolerar níveis mais elevados de metais?

Seria uma grande conquista se fazer as plantas crescerem na Lua fosse fundamental para ajudar os jardins a se tornarem mais verdes na Terra.

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

Crédito de imagem: Kevin Gill/Flickr

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• Fonte: https://singularityhub.com/2022/05/15/moon-settlers-scientists-say-plants-will-grow-best-in-lunar-soil-from-fresh-impact-craters/