Well, you know, sometimes the most important things come in the smallest packages. I am going to try to convince you, in the 15 minutes I have, that microbes have a lot to say about questions such as, "Are we alone?" and they can tell us more about not only life in our solar system but also maybe beyond, and this is why I am tracking them down in the most impossible places on Earth, in extreme environments where conditions are really pushing them to the brink of survival. Actually, sometimes me too, when I'm trying to follow them too close. But here's the thing: We are the only advanced civilization in the solar system, but that doesn't mean that there is no microbial life nearby. In fact, the planets and moons you see here could host life -- all of them -- and we know that, and it's a strong possibility. And if we were going to find life on those moons and planets, then we would answer questions such as, are we alone in the solar system? Where are we coming from? Do we have family in the neighborhood? Is there life beyond our solar system?
Bem, sabem, às vezes as coisas mais importantes vêm nas embalagens mais pequenas. Vou tentar convencer-vos, nos 15 minutos que tenho, de que os micróbios têm muito a dizer em questões tais como "Estamos sozinhos?" e que eles podem dizer-nos mais não só sobre a vida no nosso sistema solar mas também talvez para além disso. É por isso que os procuro nos sítios mais impossíveis da Terra, em ambientes extremos, onde as condições os levam ao limite da sobrevivência. A mim também, na verdade, quando os tento seguir demasiado de perto. Mas aqui está: Nós somos a única civilização avançada no sistema solar, mas isso não significa que não haja vida microbiana perto de nós. De facto, os planetas e luas que veem aqui podem albergar vida — todos eles — e nós sabemos disso, é uma forte possibilidade. Se encontrássemos vida nessas luas e planetas, então poderíamos responder a questões tais como: "Estamos sozinhos no sistema solar?" "De onde viemos?" "Temos família na vizinhança?" "Há vida para além do nosso sistema solar?"
And we can ask all those questions because there has been a revolution in our understanding of what a habitable planet is, and today, a habitable planet is a planet that has a zone where water can stay stable, but to me this is a horizontal definition of habitability, because it involves a distance to a star, but there is another dimension to habitability, and this is a vertical dimension. Think of it as conditions in the subsurface of a planet where you are very far away from a sun, but you still have water, energy, nutrients, which for some of them means food, and a protection. And when you look at the Earth, very far away from any sunlight, deep in the ocean, you have life thriving and it uses only chemistry for life processes.
Podemos fazer todas essas perguntas porque houve uma revolução no nosso entendimento do que é um planeta habitável, e hoje, um planeta habitável é um planeta que tem uma zona onde pode existir água em forma estável, mas, para mim, isto é uma definição horizontal de habitabilidade, porque envolve a distância a uma estrela. Mas há outra dimensão da habitabilidade, que é a dimensão vertical. Pensem nisto como as condições na subsuperfície dum planeta onde estamos muito longe de um sol, mas ainda temos água, energia, nutrientes, o que, para alguns, quererá dizer comida, e proteção. Quando olhamos para a Terra, muito longe da luz solar, nas profundezas do oceano, há lá vida a florescer que usa apenas química nos processos vitais.
So when you think of it at that point, all walls collapse. You have no limitations, basically. And if you have been looking at the headlines lately, then you will see that we have discovered a subsurface ocean on Europa, on Ganymede, on Enceladus, on Titan, and now we are finding a geyser and hot springs on Enceladus, Our solar system is turning into a giant spa. For anybody who has gone to a spa knows how much microbes like that, right? (Laughter)
Portanto, quando se pensa nisto a esse ponto, todas as paredes caem. Não há limites, basicamente. Se têm olhado, ultimamente, para os cabeçalhos das notícias, repararam que descobrimos oceanos à subsuperfície de Europa, de Ganimedes, de Encélado, de Titã, e encontrámos um géiser e fontes termais em Encélado. O nosso sistema solar está a transformar-se num Spa gigante. Quem já esteve num Spa sabe quanto os micróbios gostam disso, certo? (Risos)
So at that point, think also about Mars. There is no life possible at the surface of Mars today, but it might still be hiding underground.
Nesse aspeto, pensem também em Marte. Não há vida possível na superfície de Marte hoje, mas pode ainda haver escondida no subsolo.
So, we have been making progress in our understanding of habitability, but we also have been making progress in our understanding of what the signatures of life are on Earth. And you can have what we call organic molecules, and these are the bricks of life, and you can have fossils, and you can minerals, biominerals, which is due to the reaction between bacteria and rocks, and of course you can have gases in the atmosphere. And when you look at those tiny green algae on the right of the slide here, they are the direct descendants of those who have been pumping oxygen a billion years ago in the atmosphere of the Earth. When they did that, they poisoned 90 percent of the life at the surface of the Earth, but they are the reason why you are breathing this air today.
Portanto... Temos feito progressos no nosso entendimento de habitabilidade, mas também temos feito progressos no nosso entendimento do que são as marcas de vida na Terra. Pode haver o que chamamos moléculas orgânicas, e estas são os tijolos da vida. Pode haver fósseis, e pode haver minerais, biominerais, que acontecem devido à reação entre as bactérias e as rochas, e é claro que pode haver gases na atmosfera. Quando se olha para estas pequenas algas verdes aqui no lado direito do diapositivo, elas são as descendentes diretas das que bombeavam oxigénio há milhares de milhões de anos na atmosfera terrestre. Ao fazer isso, envenenaram 90% da vida na superfície da Terra, mas são a razão de estarmos hoje a respirar este ar.
But as much as our understanding grows of all of these things, there is one question we still cannot answer, and this is, where are we coming from? And you know, it's getting worse, because we won't be able to find the physical evidence of where we are coming from on this planet, and the reason being is that anything that is older than four billion years is gone. All record is gone, erased by plate tectonics and erosion. This is what I call the Earth's biological horizon. Beyond this horizon we don't know where we are coming from.
Mas mesmo aumentando o nosso entendimento sobre todas estas coisas, continua a haver apenas uma questão à qual não conseguimos responder, e que é "De onde viemos?" E sabem, está a piorar, porque nós não seremos capazes de encontrar provas físicas de onde viemos neste planeta. A razão é que tudo o que tem mais de quatro mil milhões de anos já desapareceu. Todos os registos desapareceram, apagados pelas placas tectónicas e pela erosão. Isto é o que eu chamo o horizonte biológico da Terra. Para além deste horizonte não sabemos de onde viemos.
So is everything lost? Well, maybe not. And we might be able to find evidence of our own origin in the most unlikely place, and this place in Mars.
Então está tudo perdido? Bem, talvez não. Podemos ser capazes de encontrar indícios da nossa própria origem no lugar mais improvável, e esse lugar é Marte.
How is this possible? Well clearly at the beginning of the solar system, Mars and the Earth were bombarded by giant asteroids and comets, and there were ejecta from these impacts all over the place. Earth and Mars kept throwing rocks at each other for a very long time. Pieces of rocks landed on the Earth. Pieces of the Earth landed on Mars. So clearly, those two planets may have been seeded by the same material. So yeah, maybe Granddady is sitting there on the surface and waiting for us. But that also means that we can go to Mars and try to find traces of our own origin. Mars may hold that secret for us. This is why Mars is so special to us.
Como é isto possível? Bem, claramente, na formação do sistema solar, Marte e a Terra foram bombardeados por asteroides gigantes e cometas, e havia detritos destes impactos por todo o lado. A Terra e Marte continuaram a atirar pedras um ao outro durante muito tempo. Pedaços de pedra chegaram à Terra. Pedaços da Terra chegaram a Marte. Claramente, estes dois planetas nasceram do mesmo material. Sim, talvez o Avozinho esteja lá sentado à superfície à nossa espera. Também quer dizer que podemos ir a Marte procurar sinais da nossa própria origem. Marte pode guardar esse segredo para nós.
But for that to happen, Mars needed to be habitable at the time when conditions were right. So was Mars habitable? We have a number of missions telling us exactly the same thing today. At the time when life appeared on the Earth, Mars did have an ocean, it had volcanoes, it had lakes, and it had deltas like the beautiful picture you see here. This picture was sent by the Curiosity rover only a few weeks ago. It shows the remnants of a delta, and this picture tells us something: water was abundant and stayed founting at the surface for a very long time. This is good news for life. Life chemistry takes a long time to actually happen.
É por isso que Marte é tão especial para nós. Mas para isso acontecer, Marte precisaria ter sido habitável quando as condições eram as corretas. Então Marte já terá sido habitável? Temos uma série de missões que nos dizem hoje exatamente a mesma coisa. Na altura em que surgiu vida na Terra, Marte tinha realmente um oceano, tinha vulcões, lagos, e tinha estuários, como na belíssima foto que veem aqui. Esta foto foi enviada pelo veículo Curiosity há apenas algumas semanas. Mostra vestígios de um estuário, e diz-nos algo importante: a água era abundante e permaneceu a jorrar à superfície durante muito tempo. Isso é ótimo para a vida. A química da vida demora muito tempo a acontecer, finalmente.
So this is extremely good news, but does that mean that if we go there, life will be easy to find on Mars? Not necessarily.
Por isso, estas notícias são muito boas, mas quer isso dizer que, se formos a Marte, será fácil encontramos vida? Não necessariamente.
Here's what happened: At the time when life exploded at the surface of the Earth, then everything went south for Mars, literally. The atmosphere was stripped away by solar winds, Mars lost its magnetosphere, and then cosmic rays and U.V. bombarded the surface and water escaped to space and went underground. So if we want to be able to understand, if we want to be able to find those traces of the signatures of life at the surface of Mars, if they are there, we need to understand what was the impact of each of these events on the preservation of its record. Only then will we be able to know where those signatures are hiding, and only then will we be able to send our rover to the right places where we can sample those rocks that may be telling us something really important about who we are, or, if not, maybe telling us that somewhere, independently, life has appeared on another planet.
Eis o que aconteceu: Na altura em que a vida irrompeu na superfície da Terra, tudo começou a correr mal para Marte, literalmente. A atmosfera foi fustigada por ventos solares, Marte perdeu a sua magnetosfera, e depois raios cósmicos e ultravioletas bombardearam a superfície fazendo com que a água escapasse para o espaço ou escoasse para o subterrâneo. Por isso, se quisermos ser capazes de entender, se quisermos ser capazes de encontrar marcas da vida na superfície de Marte, se existirem, precisamos de compreender qual foi o impacto de cada um destes eventos na preservação dos registos. Só aí seremos capazes de perceber onde essas marcas estão escondidas, e só então poderemos enviar o nosso veículo espacial aos sítios certos, para apanhar amostras de pedras que podem dizer-nos algo muito importante sobre quem nós somos, ou, caso contrário, estar a dizer-nos que, algures, de forma independente, a vida surgiu noutro planeta.
So to do that, it's easy. You only need to go back 3.5 billion years ago in the past of a planet. We just need a time machine.
Fazer isso é fácil. Só precisamos de recuar 3500 milhões de anos ao passado de um planeta. Só precisamos de uma máquina do tempo.
Easy, right? Well, actually, it is. Look around you -- that's planet Earth. This is our time machine. Geologists are using it to go back in the past of our own planet. I am using it a little bit differently. I use planet Earth to go in very extreme environments where conditions were similar to those of Mars at the time when the climate changed, and there I'm trying to understand what happened. What are the signatures of life? What is left? How are we going to find it? So for one moment now I'm going to take you with me on a trip into that time machine.
Fácil, não é? Na verdade, até é. Olhem à vossa volta. Este é o planeta Terra. Esta é a nossa máquina do tempo. Os geólogos estão a usá-lo para ir ao passado do nosso próprio planeta. Eu uso-o de forma um pouco diferente. Eu uso o planeta Terra para ir a ambientes muito extremos onde as condições são similares às que existiam em Marte na altura em que o seu clima mudou, e lá tento perceber o que aconteceu. Quais são as marcas da vida? O que sobrou? Como encontrá-la? Por um instante, vou levar-vos comigo numa viagem nesta máquina do tempo.
And now, what you see here, we are at 4,500 meters in the Andes, but in fact we are less than a billion years after the Earth and Mars formed. The Earth and Mars will have looked pretty much exactly like that -- volcanoes everywhere, evaporating lakes everywhere, minerals, hot springs, and then you see those mounds on the shore of those lakes? Those are built by the descendants of the first organisms that gave us the first fossil on Earth.
Agora, o que veem aqui é que estamos a 4500 m de altura, nos Andes, mas passaram menos de mil milhões de anos desde que a Terra e Marte se formaram. A Terra e Marte devem ter-se parecido muito com isto, vulcões por toda a parte, lagos a evaporar por todo o lado, minerais, fontes termais, E depois, veem esses montes no bordo dos lagos? Foram construídos pelos descendentes dos primeiros organismos que nos proporcionaram o primeiro fóssil na Terra.
But if we want to understand what's going on, we need to go a little further. And the other thing about those sites is that exactly like on Mars three and a half billion years ago, the climate is changing very fast, and water and ice are disappearing. But we need to go back to that time when everything changed on Mars, and to do that, we need to go higher. Why is that? Because when you go higher, the atmosphere is getting thinner, it's getting more unstable, the temperature is getting cooler, and you have a lot more U.V. radiation. Basically, you are getting to those conditions on Mars when everything changed.
Mas se quisermos compreender o que está a acontecer, precisamos de ir mais longe. Mais uma coisa a respeito destes locais, é que, tal como Marte há 3500 milhões de anos, o clima está a mudar muito rapidamente, a água e o gelo estão a desaparecer. Mas temos que voltar à altura em que tudo mudou em Marte, e para fazê-lo, temos que ir mais alto. E porquê? Porque quanto mais alto se vai, mais fina é a atmosfera, mais instável, mais fria é a temperatura, e há muito mais radiação UV. Basicamente, aproximamo-nos das condições existentes em Marte quando tudo mudou.
So I was not promising anything about a leisurely trip on the time machine. You are not going to be sitting in that time machine. You have to haul 1,000 pounds of equipment to the summit of this 20,000-foot volcano in the Andes here. That's about 6,000 meters. And you also have to sleep on 42-degree slopes and really hope that there won't be any earthquake that night. But when we get to the summit, we actually find the lake we came for. At this altitude, this lake is experiencing exactly the same conditions as those on Mars three and a half billion years ago. And now we have to change our voyage into an inner voyage inside that lake, and to do that, we have to remove our mountain gear and actually don suits and go for it. But at the time we enter that lake, at the very moment we enter that lake, we are stepping back three and a half billion years in the past of another planet, and then we are going to get the answer came for. Life is everywhere, absolutely everywhere. Everything you see in this picture is a living organism. Maybe not so the diver, but everything else. But this picture is very deceiving. Life is abundant in those lakes, but like in many places on Earth right now and due to climate change, there is a huge loss in biodiversity. In the samples that we took back home, 36 percent of the bacteria in those lakes were composed of three species, and those three species are the ones that have survived so far.
Eu não prometi uma viagem de lazer pela máquina do tempo. Vocês não vão sentar-se na máquina do tempo. Vocês terão que arrastar 450 kg de equipamento até ao cume deste vulcão nos Andes com 20 000 pés de altura. Dá cerca de 6000 metros. E também terão que dormir em inclinações de 42 graus e rezar muito para que não haja um terremoto nessa noite. Mas quando chegarmos ao cume, vamos encontrar o lago que procurávamos. A esta altitude, o lago está a sofrer as mesmas condições que existiam em Marte há 3500 milhões de anos. Agora vamos mudar a nossa viagem para uma viagem ao interior desse lago. Para fazê-lo temos que despir o nosso equipamento de montanhismo, vestir fatos de mergulho e pôr-nos a caminho. Mas quando entramos no lago, no momento exato em que entramos no lago, estamos a recuar 3500 milhões de anos até ao passado de outro planeta, e aí vamos encontrar a resposta que procurávamos. A vida está em toda a parte, absolutamente toda a parte. Tudo o que veem nesta foto são organismos vivos. Talvez o mergulhador não, mas tudo o resto. Mas esta foto é muito enganadora. A vida abunda nesses lagos, mas tal como em muitos lugares na Terra agora, e por causa da alteração climática, há uma tremenda perda de biodiversidade. Nas amostras que trouxemos para casa, 36% das bactérias desses lagos pertencem a três espécies, e essas três espécies são as que sobreviveram até agora.
Here's another lake, right next to the first one. The red color you see here is not due to minerals. It's actually due to the presence of a tiny algae. In this region, the U.V. radiation is really nasty. Anywhere on Earth, 11 is considered to be extreme. During U.V. storms there, the U.V. Index reaches 43. SPF 30 is not going to do anything to you over there, and the water is so transparent in those lakes that the algae has nowhere to hide, really, and so they are developing their own sunscreen, and this is the red color you see. But they can adapt only so far, and then when all the water is gone from the surface, microbes have only one solution left: They go underground. And those microbes, the rocks you see in that slide here, well, they are actually living inside rocks and they are using the protection of the translucence of the rocks to get the good part of the U.V. and discard the part that could actually damage their DNA. And this is why we are taking our rover to train them to search for life on Mars in these areas, because if there was life on Mars three and a half billion years ago, it had to use the same strategy to actually protect itself. Now, it is pretty obvious that going to extreme environments is helping us very much for the exploration of Mars and to prepare missions. So far, it has helped us to understand the geology of Mars. It has helped to understand the past climate of Mars and its evolution, but also its habitability potential. Our most recent rover on Mars has discovered traces of organics. Yeah, there are organics at the surface of Mars. And it also discovered traces of methane. And we don't know yet if the methane in question is really from geology or biology. Regardless, what we know is that because of the discovery, the hypothesis that there is still life present on Mars today remains a viable one.
Aqui está outro lago, mesmo ao lado do primeiro. A cor vermelha que veem não é causada por minerais. É causada pela presença de algas minúsculas. Nesta região a radiação UV é particularmente agressiva. Em qualquer lugar da Terra, o índice UV 11 é considerado extremo. Durante tempestades de UV ali, o índice UV atinge o nível 43. O fator de proteção solar 30 não vos vai ajudar lá. A água é tão transparente nesses lagos que as algas realmente não têm onde se esconder. Por isso elas criaram o seu próprio protetor solar, que é esta cor vermelha que veem. Mas há limites para as adaptações. Quando toda a água desaparece da superfície resta aos micróbios apenas uma solução. Ir para o subterrâneo. As rochas que vocês veem neste diapositivo, têm na verdade micróbios a viver lá dentro, que estão a usar a proteção da translucência das rochas para receber a parte boa dos UV e desprezar a parte que poderia danificar o seu ADN. É por isso que estamos a levar o nosso veículo para ensiná-lo a procurar vida em Marte nessas áreas porque, se houve vida em Marte há 3500 milhões de anos, ela teve que usar a mesma estratégia para se proteger a si própria. Bem, mas é bastante óbvio que ir a ambientes extremos ajuda-nos muito no que toca à exploração de Marte e à preparação de missões. Até agora, ajudou-nos a compreender a geologia de Marte. Ajudou-nos a compreender o clima de Marte e a sua evolução, mas também o seu potencial de habitabilidade. O nosso mais recente veículo em Marte descobriu vestígios de material orgânico. Sim, há material orgânico na superfície de Marte. E também descobriu vestígios de metano. Ainda não sabemos é se o metano em questão provém de origens geológicas ou biológicas. De qualquer forma, o que sabemos é que, por causa desta descoberta, a hipótese de que ainda haja vida presente em Marte hoje continua a ser viável.
So by now, I think I have convinced you that Mars is very special to us, but it would be a mistake to think that Mars is the only place in the solar system that is interesting to find potential microbial life. And the reason is because Mars and the Earth could have a common root to their tree of life, but when you go beyond Mars, it's not that easy. Celestial mechanics is not making it so easy for an exchange of material between planets, and so if we were to discover life on those planets, it would be different from us. It would be a different type of life. But in the end, it might be just us, it might be us and Mars, or it can be many trees of life in the solar system. I don't know the answer yet, but I can tell you something: No matter what the result is, no matter what that magic number is, it is going to give us a standard by which we are going to be able to measure the life potential, abundance and diversity beyond our own solar system. And this can be achieved by our generation. This can be our legacy, but only if we dare to explore.
Acho que agora vos consegui convencer de que Marte é muito especial para nós, mas seria um erro pensar que Marte é o único lugar interessante no sistema solar para encontrar possível vida microbiana. A razão é que Marte e a Terra podem ter uma raiz comum na sua árvore da vida, mas quando vamos para além de Marte, não será tão fácil. As mecânicas celestiais não facilitam as trocas de materiais entre planetas. Por isso, se descobríssemos vida nesses planetas, seria diferente da nossa. Seria um tipo de vida diferente. Mas, ao fim e ao cabo, podemos existir só nós, ou nós e Marte, ou podem existir muitas árvores da vida no sistema solar. Eu ainda não sei a resposta, mas posso dizer-vos uma coisa: Qualquer que seja o resultado, qualquer que seja o número mágico, ele vai-nos dar um padrão a partir do qual seremos capazes de medir o potencial, a abundância e a diversidade da vida para além do nosso sistema solar. Isto pode ser alcançado pela nossa geração. Este pode ser o nosso legado, mas apenas se ousarmos explorar.
Now, finally, if somebody tells you that looking for alien microbes is not cool because you cannot have a philosophical conversation with them, let me show you why and how you can tell them they're wrong. Well, organic material is going to tell you about environment, about complexity and about diversity. DNA, or any information carrier, is going to tell you about adaptation, about evolution, about survival, about planetary changes and about the transfer of information. All together, they are telling us what started as a microbial pathway, and why what started as a microbial pathway sometimes ends up as a civilization or sometimes ends up as a dead end.
Agora, por fim, se alguém vos disser que procurar micróbios alienígenas não é fixe porque não podem ter uma conversa filosófica com eles, deixem-me mostrar-vos porquê e como podem dizer-lhes que estão errados. Bem, o material orgânico vai falar-vos sobre o ambiente, a complexidade e a diversidade. O ADN, ou qualquer meio que contenha informação genética, falar-nos-á sobre adaptação, sobre evolução, sobre sobrevivência, sobre mudanças planetárias e sobre transmissão de informações. Todos juntos, explicam-nos o que se iniciou como uma via microbiana, e porque é que o que se iniciou como uma via microbiana às vezes acaba como uma civilização,
Look at the solar system, and look at the Earth. On Earth, there are many intelligent species, but only one has achieved technology. Right here in the journey of our own solar system, there is a very, very powerful message that says here's how we should look for alien life, small and big. So yeah, microbes are talking and we are listening, and they are taking us, one planet at a time and one moon at a time, towards their big brothers out there. And they are telling us about diversity, they are telling us about abundance of life, and they are telling us how this life has survived thus far to reach civilization, intelligence, technology and, indeed, philosophy.
ou às vezes como um beco sem saída. Vejam o sistema solar e vejam a Terra. Na Terra há muitas espécies inteligentes, mas apenas uma alcançou a tecnologia. Aqui mesmo, na viagem pelo nosso sistema solar, há uma mensagem muito, muito poderosa, que diz como devemos procurar vida alienígena, pequena e grande. Pois é, os micróbios estão a falar, e nós a ouvir. Eles levam-nos a um planeta de cada vez, a uma lua de cada vez, em direção aos seus irmãos mais velhos lá fora. Falam-nos sobre a diversidade, falam-nos sobre a abundância da vida, e dizem-nos como esta vida sobreviveu até aqui para alcançar a civilização, a inteligência, a tecnologia, e de facto, a filosofia.
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)