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, você sabe que às vezes as coisas mais importantes vêm nas menores embalagens. Vou tentar te convencer, nos 15 minutos que eu tenho, que os micróbios têm muito a dizer sobre questões como: "Estamos sozinhos?" E eles podem nos contar não apenas sobre a vida em nosso sistema solar, mas algo além. É por isso que eu os procuro nos lugares mais improváveis da Terra, em ambientes extremos, onde as condições os levam ao limite da sobrevivência. Às vezes eu também, quando tento segui-los de perto. Mas este é o ponto: Somos a única civilização avançada no sistema solar, porém isto não quer dizer que não haja nenhuma vida microbiana por perto. Na verdade, os planetas e luas que você vê aqui poderiam abrigar a vida, todos eles, e sabemos disso, há uma grande possibilidade. E se encontrássemos vida naquelas luas e planetas, responderíamos então questões como: "Estamos sozinhos no sistema solar?" "De onde viemos?" "Temos uma família na vizinhança?" "Há vida além do 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 em nosso entendimento sobre como é um planeta habitável, e hoje um planeta habitável é aquele que tem uma zona onde a água pode permanecer estável, mas para mim essa é uma definição horizontal de habitabilidade, porque envolve a distância em relação a uma estrela; mas há outra dimensão para a habitabilidade, e ela é uma dimensão vertical. Pense nela como as condições na subsuperfície de um planeta que está longe de um sol, mas ainda há água, energia, nutrientes, os quais para alguns deles significa comida e uma proteção. E quando você olha para a Terra, bem distante de qualquer luz solar, no fundo do oceano, há vida florescendo, usando apenas química para o processo vital.
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)
Então quando você pensa nisso, neste nível, todas as paredes desabam. Não há limites, basicamente. Se você observou as manchetes ultimamente, viu que nós descobrimos oceanos na subsuperfície das luas Europa, Ganimedes, Encélado, Titã. E agora encontramos um gêiser e fontes termais em Encélado. Nosso sistema solar está se tornando um grande spa. Qualquer um que já foi a um spa sabe como os micróbios adoram, não é? (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.
Seguindo esta linha, pense também em Marte. Não é possível haver vida na superfície de Marte hoje, mas pode ser que ela esteja escondida no subterrâneo.
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.
Veja, fizemos progressos na nossa compreensão de habitabilidade, mas também progredimos no entendimento sobre quais são as marcas da vida sobre a Terra. Você pode ter o que chamamos de moléculas orgânicas, que são os alicerces da vida, você pode ter fósseis, minerais, biominerais, devido à reação entre bactérias e rochas e, claro, você pode ter gases na atmosfera. E quando você vê aquelas minúsculas algas verdes, no canto direito do slide, elas são descendentes diretas daquelas que bombearam oxigênio há um bilhão de anos na atmosfera da Terra. Quando elas fizeram isso, envenenaram 90% da vida na superfície da Terra, mas elas são o motivo pelo qual você respira este ar hoje.
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.
Apesar da nossa compreensão sobre todas essas coisas, ainda há uma questão que não conseguimos responder, que é a seguinte: "De onde viemos?" E você sabe que é difícil, porque não seremos capazes de encontrar evidência física sobre a nossa origem neste planeta, e a razão é porque qualquer coisa com mais de quatro bilhões de anos já se foi. Todo o registro se foi, apagado pelas placas tectônicas e erosões. Isto é o que eu chamo de horizonte biológico da Terra. Não sabemos de onde viemos além desse horizonte.
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. Pode ser que encontremos evidência da nossa própria origem nos lugares mais improváveis, e este 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 isso é possível? Bom, no começo do sistema solar, Marte e a Terra foram bombardeados por asteroides e cometas gigantes, e eles foram arremessados desses impactos para todos os lugares. Terra e Marte continuaram lançando rochas um contra o outro por muito tempo. Pedaços de rochas caíram na Terra, e pedaços da Terra caíram em Marte. Claramente, esses dois planetas foram semeados pelo mesmo material. É, talvez o vovô esteja sentado lá na superfície esperando por nós. Mas isso também significa que podemos ir a Marte e tentar encontrar traços de nossa origem. Marte pode ser a chave desse segredo.
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.
Por isso é que ele é tão especial para nós. Mas para que isso aconteça, ele precisava ser habitável no momento em que as condições eram ideais. Marte foi habitável? Há várias missões que nos dizem a mesma coisa hoje em dia. Na época em que a vida surgiu na Terra, Marte tinha um oceano, vulcões, lagos, e deltas como nesta bela foto aqui. Esta foto foi enviada pelo veículo espacial Curiosity há poucas semanas. Ela mostra os fragmentos de um delta e nos diz algo: a água era abundante e jorrou na superfície por muito tempo. Essa é uma boa notícia para a vida. A química da vida levou muito tempo para acontecer de verdade.
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.
Essa é uma notícia espetacular. Mas isso significa que se formos lá será fácil encontrar vida em Marte? 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.
Veja o que aconteceria: na época em que a vida eclodiu na superfície da Terra, tudo havia desaparecido em Marte, literalmente. A atmosfera foi varrida pelos ventos solares, Marte perdeu sua magnetosfera, em seguida raios cósmicos e ultravioleta bombardearam a superfície, a água escapou para o espaço e foi para o subsolo. Então se quisermos ser capazes de entender, se quisermos ser capazes de encontrar esses traços das marcas da vida na superfície de Marte, se elas estiverem lá, precisamos entender qual foi o impacto de cada um desses eventos na preservação de seu registro. Só então seremos capazes de saber onde essas marcas estão escondidas e só então seremos capazes de enviar nosso veículo para os lugares certos, onde podemos colher amostras daquelas rochas que possam nos dizer algo significativo sobre quem somos nós, ou talvez nos dizer que em algum lugar a vida surgiu em outro 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.
E fazer isso é fácil. Você só precisa voltar 3,5 bilhões de anos no 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? Bem, na verdade, é. Olhe ao seu redor, este é o planeta Terra. Esta é a nossa máquina do tempo. Os geólogos estão usando-a para voltar ao passado do próprio planeta. Eu estou usando-a um pouco diferente. Eu uso o planeta Terra para ir a ambientes bastante extremos, onde as condições são parecidas àquelas de Marte na época em que o clima mudou, e lá eu estou tentando entender o que aconteceu. Quais são as marcas da vida? O que restou? Como iremos encontrá-las? Bom, por um momento levarei você comigo numa viagem dentro dessa 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.
E agora, o que se vê é que estamos a 4.500 metros nos Andes, mas de fato estamos a menos de um bilhão de anos da formação da Terra e de Marte. Tanto a Terra quanto Marte foram assim: vulcões e lagos evaporando por todos os lados, minerais, fontes termais. Está vendo aqueles montes nas margens daqueles lagos? Eles foram construídos pelos descendentes dos primeiros organismos que nos deram 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 entender o que está ocorrendo, precisamos ir um pouco além. E outra coisa sobre essas áreas é que, assim como Marte há 3,5 bilhões de anos, o clima está mudando muito rápido, e a água e o gelo estão desaparecendo. Mas precisamos voltar à época quando tudo mudou em Marte, e para fazer isso precisamos subir. Por que isso? Porque quando você sobe, a atmosfera fica mais esparsa, mais instável; a temperatura fica mais fresca, e você tem mais radiação UV. Basicamente, você tem as mesmas condições de quando tudo mudou em Marte.
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 estou prometendo uma viagem de lazer na máquina do tempo. Você não ficará sentado nela. Você terá que carregar 400 kg de equipamento até o topo deste vulcão de 20 mil pés nos Andes aqui. Isso dá em torno de 6 mil metros. E você também terá que dormir em declives de 42 graus, e torcer para que não haja nenhum terremoto à noite. Mas quando chegarmos ao topo, encontraremos o lago que buscamos. Nesta altitude, este lago passa pelas mesmas condições que havia em Marte há 3,5 bilhões de anos. E agora temos que mudar nossa jornada para uma viagem ao interior deste lago e, para fazer isso, temos que retirar o nosso equipamento de montanha, na verdade, vesti-lo e mandar ver. E ao mesmo tempo em que adentramos este lago, neste exato momento, estamos voltando 3,5 bilhões de anos no passado de outro planeta, e vamos obter a resposta que buscamos. A vida está por toda a parte, absolutamente por toda a parte. Tudo que se vê nesta imagem é um organismo vivo. Talvez não o mergulhador, mas todo o resto. Mas esta imagem é bem enganosa. A vida é abundante nestes lagos, mas como em vários lugares na Terra agora, devido à mudança climática, há uma grande perda em biodiversidade. Nas amostras que levamos para casa, 36% das bactérias destes lagos eram compostas por três espécies, e essas três espécies são as únicas 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, bem ao lado do primeiro. A cor vermelha que se vê aqui não é por causa de minerais. Na verdade é pela presença de algas minúsculas. Nesta região, a radiação UV é bem desagradável. Em qualquer lugar da Terra, 11 é considerado extremo. Durante as tempestades de UV lá, o índice chega a 43. Um protetor solar fator 30 não vai fazer diferença lá, e a água é tão transparente nestes lagos que as algas não tem lugar para se esconder, elas estão criando o seu próprio protetor solar, esta cor vermelha que você vê. Mas elas puderam se adaptar só até agora e quando a água não estiver mais na superfície, os micróbios terão apenas uma única solução: eles vão para o subsolo. E esses micróbios, as rochas que você vê neste slide aqui, bom, eles estão na verdade vivendo dentro das rochas e estão usando a proteção da translucidez das rochas para pegar a parte boa do UV e descartar a parte que poderia de fato danificar o seu DNA. E esta é a razão pela qual pegamos nosso veículo e o treinamos para procurar por vida nestas áreas em Marte, porque se houve vida em Marte há 3,5 bilhões de anos, ela teve que usar a mesma estratégia para se proteger. Veja, está claro que ir a ambientes extremos está nos ajudando muito com relação a exploração de Marte e a preparar as missões. Até agora, isso nos ajudou a entender a geologia de Marte. Ajudou a entender o clima no passado de Marte e a sua evolução, mas também a sua potencial habitabilidade. Nosso veículo mais recente em Marte descobriu vestígios orgânicos. É, existem sistemas orgânicos na superfície de Marte. E ele também descobriu vestígios de metano. E não sabemos ainda se o metano em questão é proveniente da geologia ou da biologia. De qualquer modo, o que sabemos é que, por causa da descoberta, a hipótese de que ainda há vida presente em Marte hoje permanece 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.
Então, até agora, acho que convenci você que Marte é bem especial para nós, mas seria um engano crer que Marte é o único lugar no sistema solar que seja interessante para encontrar vida microbiana. E o motivo é porque Marte e a Terra podem ter uma raiz em comum na árvore da vida, mas quando você vai além de Marte, não é simples assim. A mecânica celestial não tem tornado fácil a troca de material entre planetas, e se descobríssemos vida nestes planetas, ela seria diferente de nós. Seria um tipo de vida diferente. Mas no fim, seríamos apenas nós, seríamos nós e Marte, ou pode ser várias árvores da vida no sistema solar. Eu ainda não sei a resposta, mas eu posso dizer o seguinte: não importa qual seja o resultado, não importa qual seja o número mágico, ele vai nos dar um padrão pelo qual seremos capazes de medir o potencial de vida, abundância e diversidade além do nosso sistema solar. E isso pode ser conquistado 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, finalmente, se alguém diz a você que procurar micróbios alienígenas não é legal porque você não pode ter uma conversa filosófica com eles, deixe-me mostrar como e porque você pode dizer que ele está errado. Bem, o material orgânico vai dizer para você sobre o meio ambiente, sobre complexidade e sobre diversidade. O DNA, ou qualquer informação transportada, vai dizer sobre adaptação, sobre evolução, sobre sobrevivência, sobre mudanças planetárias e sobre a transferência de informação. Eles estão dizendo, todos juntos, o que começou como uma trajetória microbiana, e porque o que começou como uma trajetória microbiana às vezes termina como uma civilização ou às vezes termina em lugar nenhum.
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.
Veja o sistema solar e veja a Terra. Na Terra, há várias espécies inteligentes, mas só uma alcançou a tecnologia. Bem aqui, na jornada do nosso próprio sistema solar, há uma mensagem muito, muito poderosa que diz como devemos procurar por vida alienígena, pequena e grande. Pois é, os micróbios estão falando e nós estamos ouvindo; e eles estão nos levando, um planeta por vez, uma lua por vez, em direção aos seus irmãos maiores lá fora. E eles estão nos contando sobre diversidade, estão nos contando sobre abundância de vida, estão nos contando sobre como esta vida sobreviveu o bastante para chegar à civilização, à inteligência, à tecnologia e, de fato, à filosofia.
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)