Investigação de mecanismos microbianos em processos de bioprecipitação de carbonatos

• Processo: 21/08191-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências
• Pesquisador responsável: Douglas Galante
• Beneficiário: Fernanda Salles Jamel
• Instituição Sede: Instituto de Geociências (IGC). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/06114-6 - O Sistema Terra e a evolução da vida durante o Neoproterozoico, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/14929-0 - Investigação de precipitação de carbonatos mediada por microrganismos e incorporação de elementos de terras raras em precipitados minerais, BE.EP.DD
• Assunto(s): Geomicrobiologia Biomineralização Carbonatos Radiação síncrotron Difração por raios X Luminescência Araruama (RJ)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioassinaturas | biomineralização | dolomita | Luz Síncrotron | Geomicrobiologia

Resumo

A precipitação de carbonatos através de microrganismos vem sendo estudada para diversas aplicações, como o entendimento acerca do ambiente de reservas de Pré-Sal onde são encontrados microbialitos e, mais recentemente, para auxiliar na detecção de vida em outros planetas e objetos planetários. Neste último caso, existe uma dificuldade para identificar bioassinaturas relacionadas a determinação da biogenicidade, ou seja, a confirmação de que o composto encontrado seria de origem biológica. A dolomita é comumente formada em altas temperaturas de forma abiótica na natureza, porém existe uma grande dificuldade em precipitar este mineral em baixas temperaturas (< 50°C). Este mineral carbonático pode ser precipitado com a ação de bactérias halofílicas encontradas em lagos hipersalinos, como na Lagoa Vermelha, em Araruama - RJ. Os microrganismos precipitadores de carbonatos também têm sido visados para atividades de biomineração, pois algumas espécies são capazes de mobilizar elementos de grande relevância econômica, como os íons terras raras. Inclusive, esta aplicação pode ser utilizada em outros corpos planetários, como na Lua e em Marte. Além disso, os íons terras raras possuem aplicações em luminescência e podem ser utilizados para auxiliar instrumentos como rovers, na detecção de bioassinaturas fora do planeta. Com isto, o presente projeto visa analisar a precipitação biótica e abiótica de carbonatos, em especial a dolomita, para identificar características referentes a biogenicidade destes compostos e auxiliar os critérios de identificação de bioassinaturas minerais. Através de técnicas de luz síncrotron, como difração e absorção de raios X (XRD e XAS) e luminescência óptica excitada por raios X (XEOL) será possível analisar os precipitados minerais da micro à nano escala. Os precipitados minerais bióticos serão obtidos através de experimentos que envolvem a presença de exopolissacarídeos (EPS) produzido por bactérias isoladas. A formação destes minerais será testada em diferentes condições como temperatura, alta salinidade e radiação UVC, e a preservação de potenciais bioassinaturas serão testadas em simulações ambientais do período Noachiano de Marte e Neoproterozoico da Terra. Ao final do projeto, espera-se encontrar precipitados biológicos de dolomita e outros carbonatos nas diferentes condições ambientais testadas; e além disso, espera-se obter pouca ou nenhuma diferença no precipitado submetido à simulação marciana e terrestre em períodos geológicos passados, comparado ao precipitado obtido em condições da atmosfera atual; e avaliar possíveis diferenças estruturais, ópticas e morfológicas de precipitados bióticos e abióticos. Como contribuição, espera-se aplicar o conhecimento obtido em desenvolvimento de novas metodologias de imageamento de estruturas bioprecipitadas, ampliar o conhecimento do mecanismo de bioprecipitação de minerais e auxiliar o reconhecimento de bioassinaturas por instrumentos de missões espaciais, como rovers. (AU)