Micróbios construíram o 1º reator de fissão nuclear há pelo menos 1,7 bilhão de anos

O universo está repleto de segredos e curiosidades, e um deles é o fascinante fenômeno da fissão nuclear. Imagine só: alguns átomos, por serem grandes demais para o próprio bem, têm núcleos que são verdadeiros tumultos de prótons e nêutrons, tudo em uma configuração instável. Um exemplo disso é o isotópo 235 do urânio. Quando esses átomos se desintegram em átomos menores – seja de maneira natural ou induzida pelo ser humano – acontece a fissão nuclear, um processo que libera uma quantidade imensa de energia.

Essa fissão de um único átomo de urânio pode disparar nêutrons que vão colidir com outros átomos ao redor, iniciando uma reação em cadeia de fissões. É essa reação em cadeia que está por trás das bombas nucleares, liberando milhões de vezes mais energia do que uma explosão química. Mas calma, nem só de bombas vive a fissão nuclear.

Nas usinas nucleares civis, os reatores são estruturas cuidadosamente projetadas para permitir que a fissão ocorra de forma controlada, liberando energia gradualmente para abastecer a rede elétrica das cidades.

E sabia que alguns lugares podem se transformar em reatores de fissão naturalmente, graças à geologia local? É o caso da mina de Oklo, localizada no Gabão, África. Há cerca de 1,7 bilhão de anos, nesse local onde hoje só vemos minerais e rochas, ocorria uma verdadeira usina nuclear natural, muito antes de qualquer forma de vida macroscópica habitar a Terra.

Tudo começou com um solo de argila contendo pequenas concentrações de urânio. O urânio existe na natureza em dois tipos principais: o urânio-238, que é o mais comum e relativamente estável, e o urânio-235, mais raro e instável. A concentração de urânio-235 na Terra vem diminuindo ao longo do tempo, pois esses átomos instáveis se desintegram naturalmente.

Quando a Terra se formou, a concentração de urânio-235 era muito maior do que é hoje, o que permitiu que os reatores naturais de Oklo se formassem. Essa concentração era suficiente para iniciar uma reação em cadeia sem a necessidade de enriquecimento artificial.

A água da chuva infiltrava-se no solo de Oklo, carregando consigo pequenas quantidades de urânio. Em poços subterrâneos, microrganismos como algas fotossintetizantes absorviam essa água, acumulando o urânio em seus corpos. Quando esses microrganismos morriam, seus restos se acumulavam no fundo dos poços, criando uma concentração ainda maior de urânio.

A reação de fissão só ocorria dentro da água, pois o líquido desacelerava os nêutrons na velocidade necessária para iniciar a reação em cadeia. Além disso, a presença de oxigênio diluído na água era essencial para o processo, algo que é comum na Terra atual, mas não era na época em que os reatores de Oklo se formaram.

O calor gerado pela fissão evaporava a água dos poços periodicamente, interrompendo a reação até que água suficiente se acumulasse novamente para reiniciar o processo. Era como se houvesse um mecanismo natural de liga e desliga.

Essa engenhosa obra da natureza causou até preocupações entre os humanos mais recentes. Em 1972, pesquisadores franceses descobriram Oklo (o Gabão era uma colônia francesa na época) e ficaram temerosos de que terroristas ou países inimigos tivessem roubado urânio-235 da região, já que a concentração era mais baixa do que o esperado. Mas a verdade é que o material mais precioso da Guerra Fria já havia sido esgotado muito antes disso, cortesia dos microrganismos engenheiros nucleares há milhões de anos.