The mysterious microbes living deep inside the earth -- and how they could help humanity | K. Lloyd

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel Vaz Belchior

It may seem like we're all standing on solid earth right now,

Pode parecer que estamos em cima de terra sólida,

but we're not.

mas não estamos.

The rocks and the dirt underneath us are crisscrossed by tiny little fractures

A terra e as rochas por baixo de nós têm pequenas fraturas

and empty spaces.

e espaços vazios.

And these empty spaces are filled with astronomical quantities of microbes,

Esses espaços vazios são preenchidos por quantidades astronómicas de micróbios

such as these ones.

como estes.

The deepest that we found microbes so far into the earth

A maior profundidade em que encontrámos micróbios na Terra

is five kilometers down.

foi a cinco quilómetros de profundidade.

So like, if you pointed yourself at the ground

Se escavarem o chão na vertical

and took off running into the ground,

e correrem pelo solo adentro,

you could run an entire 5K race and microbes would line your whole path.

podiam correr uma maratona de 5 km pelo meio de micróbios.

Podem nunca ter pensado nestes micróbios

So you may not have ever thought about these microbes

escondidos nas profundezas da crosta terrestre,

that are deep inside earth's crust,

but you probably thought about the microbes living in our guts.

mas já devem ter pensado nos que vivem no nosso intestino.

If you add up the gut microbiomes

Se juntarem todos os microbiomas intestinais

of all the people and all the animals on the planet,

de todas as pessoas e animais no planeta,

collectively, this weighs about 100,000 tons.

o seu peso total seria de 100 000 toneladas.

This is a huge biome that we carry in our bellies every single day.

Transportamos um bioma gigantesco nas nossas barrigas todos os dias.

We should all be proud.

Devíamos ter orgulho disso.

(Laughter)

(Risos)

But it pales in comparison to the number of microbes

Mas isso não é nada comparado com os micróbios

that are covering the entire surface of the earth,

que cobrem toda a superfície terrestre,

like in our soils, our rivers and our oceans.

no solo, nos rios e nos oceanos.

Collectively, these weigh about two billion tons.

Em conjunto, pesam cerca de dois mil milhões de toneladas.

But it turns out that the majority of microbes on earth

Mas acontece que a maioria dos micróbios na Terra

aren't even in oceans or our guts or sewage treatment plants.

nem sequer estão nos oceanos, nem nos intestinos,

nem nas estações de tratamento de águas residuais.

Most of them are actually inside the earth's crust.

A maioria está dentro da crosta terrestre.

So collectively, these weigh 40 billion tons.

Estes, no total, pesam 40 mil milhões de toneladas.

This is one of the biggest biomes on the planet,

É um dos maiores biomas do planeta

and we didn't even know it existed until a few decades ago.

e, até há umas décadas, nem sabíamos da sua existência.

So the possibilities for what life is like down there,

Por isso, as possibilidades de como é a vida lá em baixo

or what it might do for humans,

ou do que pode fazer pelos humanos,

are limitless.

são ilimitadas.

This is a map showing a red dot

Este mapa mostra um ponto vermelho

for every place where we've gotten pretty good deep subsurface samples

por cada local onde conseguimos boas amostras do subsolo profundo

with modern microbiological methods,

com métodos microbiológicos modernos.

and you may be impressed

Podem ficar impressionados

that we're getting a pretty good global coverage,

por termos conseguido uma boa cobertura global,

but actually, if you remember that these are the only places

mas, se recordarem que estes são os únicos locais

onde conseguimos amostras, já parece menos impressionante.

that we have samples from, it looks a little worse.

If we were all in an alien spaceship,

Se estivéssemos numa nave extraterrestre

trying to reconstruct a map of the globe from only these samples,

a tentar desenhar o mapa do planeta a partir destas amostras,

we'd never be able to do it.

nunca seriamos capazes de o fazer.

So people sometimes say to me,

Às vezes, dizem-me:

"Yeah, there's a lot of microbes in the subsurface, but ...

"Sim, há muitos micróbios no subsolo, mas...

"não estão adormecidos?"

aren't they just kind of dormant?"

This is a good point.

É uma boa pergunta.

Relative to a ficus plant or the measles or my kid's guinea pigs,

Comparando com uma figueira, com o sarampo

ou com os porquinho-da-índia dos meus filhos,

these microbes probably aren't doing much of anything at all.

estes micróbios, provavelmente, não estão a fazer nada.

We know that they have to be slow, because there's so many of them.

Sabemos que têm de ser lentos, porque são tantos.

Se começassem a dividir-se à velocidade da "E. coli",

If they all started dividing at the rate of E. coli,

then they would double the entire weight of the earth, rocks included,

duplicariam o peso da Terra, incluindo as rochas,

over a single night.

numa só noite.

In fact, many of them probably haven't even undergone a single cell division

A maioria pode nunca ter tido uma única divisão celular

since the time of ancient Egypt.

desde o Antigo Egito.

Which is just crazy.

O que é de loucos!

Like, how do you wrap your head around things that are so long-lived?

Como compreendemos coisas que vivem tantos anos?

But I thought of an analogy that I really love,

Pensei numa comparação que achei fantástica,

but it's weird and it's complicated.

mas é esquisita e complicada.

So I hope that you can all go there with me.

Vamos ver se chegamos lá.

Alright, let's try it.

Bom, vamos tentar.

It's like trying to figure out the life cycle of a tree ...

É como tentarmos imaginar o ciclo de vida de uma árvore...

if you only lived for a day.

se só vivermos um dia.

So like if human life span was only a day, and we lived in winter,

Se a nossa esperança média de vida fosse de um dia e vivêssemos no inverno

then you would go your entire life

viveríamos toda a nossa vida

without ever seeing a tree with a leaf on it.

sem nunca ter visto uma árvore com folhas

And there would be so many human generations

Seriam muitas as gerações humanas

that would pass by within a single winter

que passariam por aquele mesmo inverno

that you may not even have access to a history book

e nem sequer teríamos acesso a um livro de História

that says anything other than the fact that trees are always lifeless sticks

que diga outra coisa senão que as árvores são paus sem vida

that don't do anything.

que não fazem nada.

Of course, this is ridiculous.

Claro, isso é ridículo.

We know that trees are just waiting for summer

Sabemos que as árvores só estão à espera do verão para acordarem.

so they can reactivate.

But if the human life span

Mas, se a nossa esperança de vida

were significantly shorter than that of trees,

fosse significativamente menor do que a das árvores,

we might be completely oblivious to this totally mundane fact.

poderíamos ignorar por completo este facto prosaico.

So when we say that these deep subsurface microbes are just dormant,

Por isso, quando dizemos que estes micróbios estão adormecidos,

are we like people who die after a day, trying to figure out how trees work?

será o mesmo que as pessoas que vivem um só dia

tentarem entender como funcionam as árvores?

What if these deep subsurface organisms

E se estes organismos do subsolo profundo

are just waiting for their version of summer,

só estão à espera da sua versão de verão?

but our lives are too short for us to see it?

mas a nossa vida é demasiado curta para vermos?

If you take E. coli and seal it up in a test tube,

Se pegarmos em "E. coli" e as colocarmos num tubo de ensaio

with no food or nutrients,

sem alimento ou nutrientes

and leave it there for months to years,

e a deixarmos lá, durante meses ou anos,

most of the cells die off, of course, because they're starving.

a maioria das células morre, claro, porque estão com fome.

But a few of the cells survive.

Mas algumas dessas células sobrevivem.

If you take these old surviving cells

Se pegarmos nessas células sobreviventes

and compete them, also under starvation conditions,

e as pusermos a competir nas mesmas condições de escassez

against a new, fast-growing culture of E. coli,

juntas numa nova cultura de "E. coli" que cresça rapidamente

the grizzled old tough guys beat out the squeaky clean upstarts

os durões de cabelo branco vão derrotar sempre os novatos limpinhos.

every single time.

So this is evidence there's actually an evolutionary payoff

Isto prova que há um benefício evolutivo

to being extraordinarily slow.

em ser extraordinariamente lento.

So it's possible

É possível que talvez não devêssemos pensar

that maybe we should not equate being slow with being unimportant.

que ser lento significa não ser importante.

Maybe these out-of-sight, out-of-mind microbes

Talvez esses micróbios invisíveis

could actually be helpful to humanity.

possam ser úteis para a Humanidade.

OK, so as far as we know,

Ok, tanto quanto sabemos,

there are two ways to do subsurface living.

há duas formas de viver na subsuperfície.

The first is to wait for food to trickle down from the surface world,

A primeira é esperar que o alimento desça da superfície,

like trying to eat the leftovers of a picnic that happened 1,000 years ago.

é como comer restos de um piquenique de há 1000 anos.

Which is a crazy way to live,

O que não é uma forma agradável de viver.

but shockingly seems to work out for a lot of microbes in earth.

mas que parece funcionar muito bem para os micróbios na terra.

The other possibility is for a microbe to just say,

A outra possibilidade é o micróbio dizer:

"Nah, I don't need the surface world.

"Não preciso do mundo da superfície.

I'm good down here."

"Estou bem aqui em baixo."

For microbes that go this route,

Para os micróbios seguirem este caminho,

they have to get everything that they need in order to survive

têm de conseguir tudo aquilo de que precisam para sobreviver

from inside the earth.

no interior da Terra.

Some things are actually easier for them to get.

Algumas coisas são mais fáceis de conseguir.

They're more abundant inside the earth,

São mais abundantes no interior da Terra,

like water or nutrients, like nitrogen and iron and phosphorus,

como a água ou nutrientes como o azoto, o ferro e o fósforo,

or places to live.

ou os locais para habitar.

These are things that we literally kill each other to get ahold of

São coisas pelas quais nos matamos uns aos outros

up at the surface world.

aqui à superfície.

But in the subsurface, the problem is finding enough energy.

Mas no subsolo, o problema é encontrar energia suficiente.

Up at the surface,

Na superfície,

plants can chemically knit together carbon dioxide molecules into yummy sugars

as plantas conseguem transformar quimicamente

moléculas de CO2 em açúcares deliciosos

as fast as the sun's photons hit their leaves.

logo que os fotões do sol chegam às suas folhas.

But in the subsurface, of course, there's no sunlight,

Mas no subsolo, obviamente, não há luz solar,

so this ecosystem has to solve the problem

por isso, este ecossistema tem de resolver o problema

of who is going to make the food for everybody else.

sobre quem vai criar o alimento para todos.

The subsurface needs something that's like a plant

O subsolo precisa de alguma coisa que seja como uma planta

but it breathes rocks.

mas que respire rochas.

Luckily, such a thing exists,

Felizmente, isso existe,

and it's called a chemolithoautotroph.

e chama-se quimiolitoautotrofo.

(Laughter)

(Risos)

Which is a microbe that uses chemicals -- "chemo,"

Ou seja, é um micróbio que utiliza químicos — "quimio"

from rocks -- "litho,"

a partir de rochas —"lito",

to make food -- "autotroph."

para fazer alimentos — "autotrofo."

And they can do this with a ton of different elements.

Conseguem fazer isso com muitos elementos.

They can do this with sulphur, iron, manganese, nitrogen, carbon,

Conseguem fazer isso com enxofre, ferro, manganés, azoto, carbono,

some of them can use pure electrons, straight up.

alguns deles até conseguem utilizar eletrões puros, diretamente.

Like, if you cut the end off of an electrical cord,

Do género, se cortarmos a ponta de um cabo elétrico,

they could breathe it like a snorkel.

eles utilizam-no como um tubo respiratório.

(Laughter)

(Risos)

These chemolithoautotrophs

Estes quimiolitoautotrofos

take the energy that they get from these processes

pegam na energia que recebem por este processo

and use it to make food, like plants do.

e usam-na para fazer alimentos, como as plantas fazem.

But we know that plants do more than just make food.

Mas sabemos que as plantas fazem mais do que alimentos.

They also make a waste product, oxygen,

Também geram um desperdício, o oxigénio,

which we are 100 percent dependent upon.

de que dependemos a 100%.

But the waste product that these chemolithoautotrophs make

Mas o desperdício destes quimiolitoautotrofos

is often in the form of minerals,

tem, muitas vezes, a forma de minerais,

like rust or pyrite, like fool's gold,

como a ferrugem, a pirite, o ouro dos tolos,

or carminites, like limestone.

ou carminitas, como o calcário.

So what we have are microbes that are really, really slow, like rocks,

O que temos são micróbios muito, muito lentos, como rochas

that get their energy from rocks,

que recebem a sua energia das rochas,

that make as their waste product other rocks.

e criam outras rochas com o produto do seu desperdício.

So am I talking about biology, or am I talking about geology?

Estou a falar de biologia ou de geologia?

This stuff really blurs the lines.

Isto torna a distinção difícil.

(Laughter)

(Risos)

So if I'm going to do this thing,

Então vou fazer o seguinte,

and I'm going to be a biologist who studies microbes

vou ser a bióloga que estuda micróbios

that kind of act like rocks,

que se comportam como rochas,

then I should probably start studying geology.

depois, talvez devesse começar a estudar geologia.

And what's the coolest part of geology?

E qual é a melhor parte da geologia?

Volcanoes.

Os vulcões.

(Laughter)

(Risos)

This is looking inside the crater of Poás Volcano in Costa Rica.

Este é o interior de uma cratera dentro do vulcão Poás na Costa Rica.

Many volcanoes on earth arise because an oceanic tectonic plate

Muitos vulcões na Terra formam-se quando uma placa tectónica oceânica

crashes into a continental plate.

choca com uma placa continental.

As this oceanic plate subducts

À medida que essa placa oceânica cede

or gets moved underneath this continental plate,

ou vai para debaixo da placa continental,

things like water and carbon dioxide and other materials

coisas como a água, o dióxido de carbono e outros materiais

get squeezed out of it,

são espremidos para fora dela,

like ringing a wet washcloth.

como quando se torce um pano húmido.

So in this way, subduction zones are like portals into the deep earth,

Assim, as zonas de subducção são como portais para o interior da terra

onde há trocas de certos materiais

where materials are exchanged between the surface and the subsurface world.

entre o mundo da superfície e da subsuperfície

So I was recently invited by some of my colleagues in Costa Rica

Fui convidada por colegas na Costa Rica

to come and work with them on some of the volcanoes.

para trabalhar com eles nalguns vulcões.

And of course I said yes, because, I mean, Costa Rica is beautiful,

E claro, disse que sim, porque a Costa Rica é linda,

but also because it sits on top of one of these subduction zones.

mas também porque fica sobre uma dessas zonas de subducção.

We wanted to ask the very specific question:

Queríamos fazer uma pergunta muito específica:

Why is it that the carbon dioxide

Porque é que o dióxido de carbono

that comes out of this deeply buried oceanic tectonic plate

que sai desta placa tectónica oceânica profundamente enterrada

is only coming out of the volcanoes?

só sai dos vulcões?

Why don't we see it distributed throughout the entire subduction zone?

Porque é que não se distribui por toda a zona de subducção?

Do the microbes have something to do with that?

Os micróbios têm algo a ver com isso?

So this is a picture of me inside Poás Volcano,

Esta é uma foto minha dentro do Vulcão Poás

along with my colleague Donato Giovannelli.

ao lado do meu colega Donato Giovannelli.

That lake that we're standing next to is made of pure battery acid.

O lago ao nosso lado é feito de puro ácido de bateria.

I know this because we were measuring the pH when this picture was taken.

Sei disso porque medimos o pH quando tirámos esta foto.

And at some point while we were working inside the crater,

Enquanto trabalhávamos dentro da cratera,

virei-me para o costa-riquenho Carlos Ramírez e disse:

I turned to my Costa Rican colleague Carlos Ramírez and I said,

"Alright, if this thing starts erupting right now,

"Ok, se esta coisa entrar em erupção agora,

what's our exit strategy?"

"qual é o nosso plano de fuga?"

And he said, "Oh, yeah, great question, it's totally easy.

Ele disse: "Boa pergunta, é muito fácil.

Just turn around and enjoy the view."

"Viras-te e aproveitas a vista."

(Laughter)

(Risos)

"Because it will be your last."

"Porque será a última."

(Laughter)

(Risos)

And it may sound like he was being overly dramatic,

Pode parecer que ele estava a ser dramático,

but 54 days after I was standing next to that lake,

mas, 54 dias depois de termos estado naquele lago,

this happened.

aconteceu isto.

Audience: Oh!

Público: Oh!

Aterrorizante, certo?

Freaking terrifying, right?

(Laughs)

This was the biggest eruption this volcano had had in 60-some-odd years,

Esta foi a maior erupção daquele vulcão dos últimos 60 e tal anos,

and not long after this video ends,

e, pouco depois de este vídeo terminar,

the camera that was taking the video is obliterated

a câmara que estava a filmar ficou obliterada

and the entire lake that we had been sampling

e o lago de onde estávamos a recolher amostras

vaporizes completely.

vaporizou-se por completo.

But I also want to be clear

Mas quero dizer que tínhamos a certeza

that we were pretty sure this was not going to happen

de que isto não ia acontecer no dia em que estávamos dentro do vulcão,

on the day that we were actually in the volcano,

because Costa Rica monitors its volcanoes very carefully

porque a Costa Rica vigia os vulcões muito cuidadosamente,

através do instituto OVSICORI,

through the OVSICORI Institute,

and we had scientists from that institute with us on that day.

e, nesse dia, tínhamos connosco cientistas desse instituto.

But the fact that it erupted illustrates perfectly

Mas o facto de ter entrado em erupção ilustra perfeitamente

that if you want to look for where carbon dioxide gas

que, se quisermos saber de onde vem o dióxido de carbono

is coming out of this oceanic plate,

desta placa oceânica,

then you should look no further than the volcanoes themselves.

só precisamos de procurar nos vulcões.

But if you go to Costa Rica,

Mas, se forem à Costa Rica,

you may notice that in addition to these volcanoes

talvez vejam que, para além destes vulcões,

there are tons of cozy little hot springs all over the place.

há dezenas de fontes termais por todo o lado.

Some of the water in these hot springs is actually bubbling up

Alguma água destas fontes borbulhantes

provém desta placa oceânica profundamente enterrada.

from this deeply buried oceanic plate.

And our hypothesis was that there should be carbon dioxide

A nossa hipótese era que também havia dióxido de carbono

bubbling up with it,

misturado com as bolhas,

but something deep underground was filtering it out.

mas algo lá em baixo estava a filtrá-lo.

So we spent two weeks driving all around Costa Rica,

Passámos duas semanas a dar a volta à Costa Rica,

sampling every hot spring we could find --

recolhendo amostras de todas as fontes termais que encontrámos

it was awful, let me tell you.

Foi horrível.

And then we spent the next two years measuring and analyzing data.

Passámos os dois anos seguintes a medir e analisar dados.

And if you're not a scientist, I'll just let you know that the big discoveries

Se não são cientistas, digo-vos que as grandes descobertas

don't really happen when you're at a beautiful hot spring

não acontecem quando estamos numa bonita fonte termal

or on a public stage;

ou num palco público;

they happen when you're hunched over a messy computer

acontecem quando estamos debruçados num computador

or you're troubleshooting a difficult instrument,

ou a resolver um problema com algum instrumento,

or you're Skyping your colleagues

ou quando estamos no Skype com os nossos colegas,

because you are completely confused about your data.

porque estamos perdidos com os nossos dados.

Scientific discoveries, kind of like deep subsurface microbes,

As descobertas científicas,

tal como os micróbios do subsolo profundo,

can be very, very slow.

podem ser muito lentas.

But in our case, this really paid off this one time.

No nosso caso, isso compensou o tempo gasto.

We discovered that literally tons of carbon dioxide

Descobrimos que toneladas de dióxido de carbono

were coming out of this deeply buried oceanic plate.

estavam a sair desta placa oceânica, profundamente enterrada

E o que estava a mantê-lo no subsolo

And the thing that was keeping them underground

and keeping it from being released out into the atmosphere

e a impedi-lo de ser libertado para a atmosfera

was that deep underground,

era que, nas profundezas,

underneath all the adorable sloths and toucans of Costa Rica,

por baixo das adoráveis preguiças e tucanos da Costa Rica,

havia quimiolitoautotrofos.

were chemolithoautotrophs.

These microbes and the chemical processes that were happening around them

Estes micróbios e os processos químicos à sua volta

were converting this carbon dioxide into carbonate mineral

estavam a converter o CO2 em mineral carbonato

and locking it up underground.

e a mantê-lo preso no subsolo.

Which makes you wonder:

O que leva à pergunta:

If these subsurface processes are so good at sucking up

Se estes processos do subsolo são tão eficazes em absorver

all the carbon dioxide coming from below them,

todo o dióxido de carbono que aparece por baixo deles,

could they also help us with a little carbon problem

será que também nos podiam ajudar com o problema com o CO2

we've got going on up at the surface?

que temos na superfície?

Humans are releasing enough carbon dioxide into our atmosphere

Os homens libertam tanto dióxido de carbono na atmosfera

que estamos a reduzir a capacidade do nosso planeta

that we are decreasing the ability of our planet

to support life as we know it.

para suportar a vida, tal como a conhecemos.

And scientists and engineers and entrepreneurs

Cientistas, engenheiros e empresários

are working on methods to pull carbon dioxide

estão a trabalhar em métodos para retirar o dióxido de carbono

out of these point sources,

destas fontes,

so that they're not released into the atmosphere.

para este não ser libertado para a atmosfera.

And they need to put it somewhere.

Precisam de o colocar em algum lado.

So for this reason,

Por essa razão,

we need to keep studying places where this carbon might be stored,

temos de continuar a estudar locais para guardar este carbono,

possibly in the subsurface,

possivelmente no subsolo

to know what's going to happen to it when it goes there.

para sabermos o que vai acontecer quando lá chegar.

Will these deep subsurface microbes be a problem because they're too slow

Será que os micróbios vão ser demasiado lentos

to actually keep anything down there?

para manterem alguma coisa lá em baixo?

Or will they be helpful

Ou serão úteis

because they'll help convert this stuff to solid carbonate minerals?

porque conseguem converter isto em minerais carbonatos?

If we can make such a big breakthrough

Se fizemos um grande progresso

just from one study that we did in Costa Rica,

só com um estudo feito na Costa Rica,

then imagine what else is waiting to be discovered down there.

imaginem o que mais pode estar à espera de ser descoberto lá em baixo.

This new field of geo-bio-chemistry, or deep subsurface biology,

Esta nova área de geobioquímica ou biologia do subsolo profundo,

or whatever you want to call it,

ou o que lhe queiram chamar,

is going to have huge implications,

vai ter grandes implicações,

not just for mitigating climate change,

não só para minimizar a alteração climática,

but possibly for understanding how life and earth have coevolved,

mas possivelmente para entendermos como evoluiu a vida na Terra

or finding new products that are useful for industrial or medical applications.

ou encontrar novos produtos úteis para aplicações médicas e industriais.

Maybe even predicting earthquakes

Talvez até para prever terramotos

or finding life outside our planet.

ou encontrar vida fora do nosso planeta.

It could even help us understand the origin of life itself.

Até nos pode ajudar a entender a origem da vida.

Fortunately, I don't have to do this by myself.

Felizmente, não tenho de fazer isso sozinha.

I have amazing colleagues all over the world

Tenho colegas fantásticos em todo o mundo

who are cracking into the mysteries of this deep subsurface world.

que estão a penetrar nos mistérios do mundo no subsolo profundo.

And it may seem like life buried deep within the earth's crust

Parece que a vida enterrada nas profundezas da crosta terrestre

is so far away from our daily experiences that it's kind of irrelevant.

está tão longe das nossas experiências quotidianas que se torna irrelevante.

But the truth is that this weird, slow life

Mas a verdade é que esta forma de vida estranha e lenta

may actually have the answers to some of the greatest mysteries

pode ter as respostas para alguns dos maiores mistérios

of life on earth.

da vida na Terra.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)