Memória de cristal com genoma humano sobreviverá à extinção da humanidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/09/2024

A memória de cristal contém ainda pistas para que uma inteligência futura possa decifrar seu conteúdo. O texto no cristal diz: "Preservando o código genético humano pela eternidade. Quem quer viver para sempre?"
[Imagem: University of Southampton]

Memória de cristal

Há quase uma década, a equipe do professor Peter Kazansky, da Universidade de Southampton, no Reino Unido, vem aprimorando um disco óptico 5D capaz de armazenar dados "pela eternidade".

Para demonstrar o estágio atual de progresso, a equipe acaba de gravar o genoma humano completo em seu cristal de memória 5D, garantindo que as informações poderão ficar armazenadas por bilhões de anos.

O cristal foi armazenado no arquivo Memória da Humanidade, uma cápsula do tempo especial dentro de uma caverna de sal em Hallstatt, na Áustria.

A ideia agora é que a tecnologia seja usada para criar um registro duradouro dos genomas de espécies vegetais e animais ameaçadas de extinção.

"O cristal de memória 5D abre possibilidades para outros pesquisadores construírem um repositório duradouro de informações genômicas, a partir do qual organismos complexos, como plantas e animais, poderão ser restaurados, caso a ciência permita isso no futuro," disse Kazansky.

Princípio de funcionamento da memória de cristal 5D - os dados são gravados em pastilhas de quartzo usando um laser pulsado.
[Imagem: Peter Kazansky et al. - 10.1117/2.1201603.006365]

Cristal de memória eterna

O cristal é basicamente quartzo fundido, um dos materiais da Terra mais resistentes química e termicamente. Ele pode suportar os extremos, do congelamento ao fogo, resistindo a temperaturas de até 1.000 °C. Ele também é forte, suportando forças de impacto direto de até 10 toneladas por cm2. E, caso algum efeito mais cataclísmico o arremesse ao espaço, ele irá resistir à radiação cósmica.

A informação é gravada usando pulsos muito curtos de laser, que escrevem os dados com precisão em vazios nanoestruturados dentro da sílica - cada um desses "bits" mede cerca de 20 nanômetros.

Diferentemente da marcação feita apenas na superfície de um pedaço de papel ou de uma fita magnética, esse método de codificação usa duas dimensões ópticas e três coordenadas espaciais para escrever em todo o material - daí o "5D" em seu nome. A capacidade do cristal nas dimensões fabricadas pela equipe alcança 360 terabytes de informações.

Para gravar as aproximadamente 3 bilhões de letras no genoma, cada letra foi sequenciada 150 vezes para garantir que estava na posição precisa.

Arquivo da Memória da Humanidade em Hallstatt, Áustria.
[Imagem: University of Southampton]

Chave para decifrar o cristal

Ao projetar o cristal, a equipe se preocupou em garantir a possibilidade de que uma inteligência futura - uma espécie biológica ou uma máquina - possa recuperar os dados contidos nele. De fato, se durar bilhões de anos, ele poderá ser encontrado em um futuro tão distante que não exista nenhum quadro de referência - não somente a humanidade estará extinta, mas a própria Terra poderá não existir mais como a conhecemos, tendo sido engolida pelo Sol.

Para criar uma indicação visual do que está guardado no cristal de memória 5D, a equipe foi buscar inspiração nas placas da nave espacial Pioneer, que foram lançadas pela NASA em um caminho para levá-la além dos confins do Sistema Solar.

"A chave visual inscrita no cristal dá ao descobridor conhecimento sobre quais dados estão armazenados nele e como eles podem ser usados," disse o Prof. Kazansky.

Além do genoma humano, o cristal mostra visualmente os elementos universais (hidrogênio, oxigênio, carbono e nitrogênio); as quatro bases da molécula de DNA (adenina, citosina, guanina e timina) com sua estrutura molecular; sua colocação na estrutura de dupla hélice do DNA; e como os genes se posicionam em um cromossomo, que pode então ser inserido em uma célula.

 

Descoberto um antigo fundo do mar entalado nas profundezas da Terra

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/10/2024

Região onde foi encontrado o antigo fundo marinho.
[Imagem: Jingchuan Wang/University of Maryland]

Pedaço profundo da Terra

Geólogos descobriram um antigo fundo marinho que afundou profundamente na Terra durante a era dos dinossauros, desafiando as teorias atuais sobre a estrutura interna da Terra.

Localizado na Elevação do Pacífico Leste, um limite de placa tectônica no fundo do Oceano Pacífico sudeste, este pedaço de fundo marinho traz novas informações sobre o funcionamento interno do nosso planeta e como sua superfície muda ao longo de milhões de anos.

Usando técnicas inovadoras de imagem sísmica, a equipe identificou uma área anormalmente espessa na zona de transição do manto, uma região localizada entre cerca de 410 e 660 quilômetros abaixo da superfície da Terra. A zona separa os mantos superior e inferior, expandindo ou contraindo com base na temperatura.

"Esta área espessada é como uma impressão digital fossilizada de um antigo pedaço do fundo do mar que subduziu na Terra há aproximadamente 250 milhões de anos," disse Jingchuan Wang, da Universidade de Maryland, nos EUA. "Ela está nos dando um vislumbre do passado da Terra que nunca tivemos antes."

Essencialmente, a descoberta mostra que as grandes placas não se movem tão suavemente pela Terra como se pensava, e o tempo geológico parece correr ainda mais lento do que a geologia considera.

"Descobrimos que, nesta região, o material está afundando a cerca de metade da velocidade que esperávamos, o que sugere que a zona de transição do manto pode agir como uma barreira e desacelerar o movimento do material pela Terra," explicou Wang. "Nossa descoberta abre novas questões sobre como a Terra profunda influencia o que vemos na superfície em grandes distâncias e escalas de tempo."

Diagrama ilustrativo mostrando a antiga "laje" subduzida. Ela tem um impacto direto nas estruturas de larga escala do manto inferior, conhecidas como superplumas.
[Imagem: Jingchuan Wang/University of Maryland]

Ondas sísmicas

A subducção ocorre quando uma placa tectônica desliza sob outra, reciclando material da superfície de volta ao manto da Terra. O processo geralmente deixa evidências visíveis de movimento, incluindo vulcões, terremotos e fossas marinhas profundas.

Os geólogos normalmente estudam a subducção examinando amostras de rochas e sedimentos encontrados na superfície da Terra, mas Wang analisou ondas sísmicas para sondar o fundo do oceano. Ao examinar como as ondas sísmicas viajavam por diferentes camadas da Terra, ele criou mapas detalhados das estruturas escondidas nas profundezas do manto.

"Você pode pensar na imagem sísmica como algo semelhante a uma tomografia computadorizada. Ela basicamente nos permitiu ter uma visão transversal do interior do nosso planeta," comparou Wang. "Normalmente, as placas oceânicas de material são consumidas pela Terra completamente, não deixando vestígios discerníveis na superfície. Mas ver a antiga placa de subducção por essa perspectiva nos deu novos insights sobre a relação entre estruturas muito profundas da Terra e a geologia da superfície, que não eram óbvias antes."

O que a equipe descobriu surpreendeu: O material está se movendo pelo interior da Terra muito mais lentamente do que se calculava anteriormente. Wang acredita que a espessura incomum da área sugere a presença de material mais frio nessa parte da zona de transição do manto, indicando que algumas placas oceânicas ficam "presas" na metade do caminho conforme afundam no manto.

Olhando para o futuro, a equipe planeja estender sua pesquisa para outras áreas. "Este é apenas o começo," disse Wang. "Acreditamos que há muitas outras estruturas antigas esperando para serem descobertas no interior profundo da Terra. Cada uma delas tem o potencial de revelar muitos novos insights sobre o complexo passado do nosso planeta - e até mesmo levar a uma melhor compreensão de outros planetas além do nosso."

Bibliografia:

Artigo: Mesozoic intraoceanic subduction shaped the lower mantle beneath the East Pacific Rise.
Autores: Jingchuan Wang, Vedran Leki, Nicholas C. Schmerr, Yu J. Gu, Yi Guo, Rongzhi Lin
Revista: Science Advances
Vol.: 10, Issue 39
DOI: 10.1126/sciadv.ado1219

 

Descoberto túnel interestelar conectando Sistema Solar a outras estrelas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/11/2024

Modelo 3D da vizinhança solar. A barra de cores representa a temperatura da Bolha Quente Local. A direção do centro galáctico (GC) e do norte galáctico (N) é mostrada no canto inferior direito.
[Imagem: Michael C. H. Yeung et al. - 10.1051/0004-6361/202451045]

Túneis interestelares

Astrônomos descobriram um novo túnel interestelar que sai do nosso Sistema Solar e vai em direção à constelação do Centauro.

Já sabíamos da existência desses túneis, tipicamente longas cavidades de poeira cheios de plasma quente, mas os novos dados indicam a possibilidade de que exista uma rede mais ampla desses túneis no meio interestelar - e de que eles podem ser mais "limpos" do que se acreditava.

"Nós encontramos [em nossos dados] dois túneis com baixa densidade de coluna local que parecem estar preenchidos por plasma quente. Um é o bem conhecido túnel Β CMa, e o outro está em direção a (1, b)~(315°, 25°), na constelação do Centauro. Isso sugere a possibilidade de uma ampla rede de túneis conectando regiões preenchidas pela fase quente do meio interestelar mais frio," escreveu a equipe.

A equipe de astrônomos da Alemanha, China e Itália fez a descoberta usando dados do telescópio espacial eRosita, que está mapeando o céu inteiro em raios X desde o início de 2020.

A missão pretende observar cerca de 100.000 aglomerados galácticos, com uma atenção especial ao meio intergaláctico, os espaços entre as galáxias. Em grande escala, esse meio apresenta "fios de matéria" que dão ao cosmos a estrutura de uma rede, com os aglomerados de galáxias se organizando nos nós dessa rede.

Mas, além do novo túnel, os dados iniciais já trouxeram outras surpresas.

• Túneis magnéticos parecem envolver o Sistema Solar

Mapa de temperaturas da Bolha Quente Local: As regiões de alta latitude nos hemisférios norte e sul apresentam uma clara dicotomia de temperatura.
[Imagem: Michael C. H. Yeung et al. - 10.1051/0004-6361/202451045]

Bolha Quente Local

Nosso Sistema Solar reside em um ambiente de baixa densidade, chamado Bolha Quente Local, ou Cavidade Local, um "vazio relativo" no meio interestelar, preenchido por um tênue gás quente de milhões de graus - são cerca de 0,05 átomos de hidrogênio por centímetro cúbico, aproximadamente um décimo da média do meio interestelar na Via Láctea como um todo (0,5 átomos/cm3). Com cerca 1.000 anos-luz de extensão, essa bolha emite predominantemente raios X, que são detectados pelo eRosita.

A primeira surpresa trazida pelos novos dados do telescópio apareceu na forma de um gradiente de temperatura em larga escala nessa bolha - ao plotar os dados do céu inteiro, o hemisfério norte fica significativamente mais frio do que o hemisfério sul. Não se sabia da existência desse diferencial de temperatura, que ainda precisará ser estudado. A equipe sugere uma hipótese, propondo que esse gradiente de temperatura possivelmente esteja ligado a explosões de supernovas passadas, que expandiram e reaqueceram a bolha.

A segunda descoberta destaca o fato de que a Bolha Quente Local praticamente não apresenta poeira interestelar, mostrando que o plasma emissor de raios X desloca os materiais neutros na vizinhança do Sistema Solar, ajudando a explicar a existência desse vazio relativo e deixando-o ainda mais "limpo".

Além disso, a Bolha Local tem uma extensão maior em direção aos polos galácticos, como esperado, já que o gás quente prefere se expandir em direções de menor resistência, para longe do disco galáctico.

"Outro fato interessante é que o Sol deve ter entrado na Bolha Quente Local há alguns milhões de anos, um tempo curto comparado à idade do Sol," observou Gabriele Ponti, do Observatório Astronômico de Brera, na Itália. "É pura coincidência que o Sol pareça ocupar uma posição relativamente central na Bolha Quente Local, já que nos movemos continuamente pela Via Láctea."

• Sistema Solar tem super-rodovias que permitem viagens ultrarrápidas

Plotagem dos túneis interestelares conhecidos, com destaque para o novo Túnel Centauro descoberto agora, plotado em vermelho.
[Imagem: Michael C. H. Yeung et al. - 10.1051/0004-6361/202451045]

Túnel Centauro

Finalmente, veio a descoberta do novo túnel interestelar.

"O que não sabíamos era da existência de um túnel interestelar em direção a Centauro, que esculpe uma lacuna no meio interestelar mais frio (ISM). Esta região se destaca em alto relevo graças à sensibilidade muito melhorada do eROSITA e uma estratégia de levantamento muito diferente em comparação ao [seu antecessor] ROSAT," disse Michael Freyberg, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, na Alemanha.

A equipe sugere que o túnel Centauro pode ser apenas um exemplo local de uma rede mais ampla e quente, sustentada por retroalimentação estelar por toda a galáxia - uma ideia proposta na década de 1970 que continua difícil de ser comprovada, mas que os dados do eRosita reforçam.

Bibliografia:

Artigo: The SRG/eROSITA diffuse soft X-ray background
Autores: Michael C. H. Yeung, Gabriele Ponti, Michael J. Freyberg, Konrad Dennerl, Teng Liu, Nicola Locatelli, Martin G. F. Mayer, Jeremy S. Sanders, Manami Sasaki, Andy Strong, Yi Zhang, Xueying Zheng, Efrain Gatuzz
Revista: Astronomy & Astrophysics
Vol.: 690, A399
DOI: 10.1051/0004-6361/202451045

 

Conexão Planeta Read on blog or Reader Mobilização popular protesta contra obra da prefeitura de Curitiba que prevê derrubada de mais de 600 árvores By Suzana Camargo on 13 de Novembro de 2024 Curitiba sempre foi considerada uma cidade exemplo para outras metrópoles do mundo por seus projetos de mobilidade urbana e a grande oferta de parques e áreas verdes para a população. Mas a prefeitura da capital paranaense está envolvida agora numa polêmica, com um movimento de moradores protestando contra uma grande obra, iniciada no começo de novembro, após o segundo turno das eleições, que prevê a possível derrubada de 642 árvores adultas, entre elas 60 araucárias (Araucaria angustifolia), espécie símbolo do Paraná e à beira da extinção, em um dos lotes do projeto, o Parque Linear da avenida Arthur Bernardes. A obra em questão faz parte do Projeto Novo Inter 2, financiado pelo Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID), que inclui a construção de um novo miniterminal de transporte público na região, com acesso a novas linhas de ônibus, e a implementação de faixas exclusivas para esses veículos. Segundo a prefeitura, atualmente sob a gestão de Rafael Greca (e o vice-prefeito Eduardo Pimental, recém-eleito para assumir o cargo de Greca), o projeto desenvolvido pelo Instituto de Pesquisa e Planejamento Urbano de Curitiba (IPPUC), contempla ainda toda a revitalização do corredor verde, com a reforma dos espaços já existentes, como ciclovia, parquinho infantil e quadras de esportes, e a adição de outros. Mas para os membros do movimento SOS Arthur Bernardes, que já tem quase 10 mil seguidores em seu perfil no Instagram, é simplesmente inaceitável a derrubada de centenas de árvores saudáveis e adultas, ou seja, que capturam muito mais carbono do que uma jovem, justamente quando vivemos uma crise climática. E não é só. Será realizada ainda a canalização de um córrego que passa na região. Ainda segundo os representantes do movimento, o total de árvores a serem derrubadas na cidade para permitir o avanço do Novo Inter 2 será ainda maior. No total, o projeto inclui sete lotes, em 28 bairros. "No lote da Victor Ferreira do Amaral já foram retiradas cerca de 200 árvores e sabemos que mais árvores já foram derrubadas em outras ruas de Curitiba. Em meio à crise climática, melhorar o transporte público é fundamental, mas também é urgente evitar ao máximo o corte desnecessário de árvores nas cidades", dizem os representantes do SOS Arthur Bernardes no texto de um abaixo-assinado criado para mobilizar a população e que pede mais diálogo com a prefeitura.