Pequeno e frio, Marte há muito é considerado um planeta morto. Mas uma série de descobertas recentes forçou os cientistas a repensar como recentemente suas entranhas pararam de se agitar – se é que alguma vez pararam.
Era uma vez, Marte era um mundo de cataclismos. Seu homônimo, o deus romano da guerra, provavelmente ficaria satisfeito em vê-lo em ação: catedrais vulcânicas de chamas desencadearam exércitos de rocha derretida que obliteraram a superfície do planeta.
Hoje, seus vulcões estão quietos. A falta de evidências de lava levou os cientistas a supor que sua atividade vulcânica expirou há muito tempo. Imaginamos Marte menos parecido com o deus da guerra e mais parecido com um de seus inimigos vencidos – frio, parado e sem vida.
Mas a suposição de que Marte é inerte está começando a parecer totalmente errada.
Uma recente enxurrada de resultados de espaçonaves em órbita descobriu que seus fluxos de lava antigos não são tão antigos assim. Alguns deles parecem ter surgido de fossas ou abismos vulcânicos nos últimos milhões de anos, talvez até nas últimas dezenas de milhares de anos.
E a sonda InSight da NASA, que está espiando dentro de Marte há dois anos, detectou alguns sinais sísmicos curiosos que emanam de um desses locais de vulcanismo juvenil. Os resultados, que foram apresentados em conferência em dezembro, não são definitivos. Mas eles sugerem que o InSight pode estar ouvindo os sons do magma em convulsão – a batida dos tambores da guerra vulcânica que se presume ter silenciado há séculos.
“É uma descoberta muito empolgante e, se confirmada, sugere que Marte poderia entrar no panteão dos mundos atualmente vulcanicamente ativos em nosso sistema solar”, disse Christopher Hamilton, cientista planetário da Universidade do Arizona.
Se dados e análises futuras estabelecerem que o magma existe, isso seria uma revelação revolucionária. Seria uma evidência sólida em apoio à suspeita que os cientistas abrigam há algum tempo: mundos rochosos que parecem vulcanicamente mortos, não são, disse Paul Byrne, um cientista planetário da Universidade Estadual da Carolina do Norte. Eles estão vivos – ou, dito de outra forma, “esses mundos estão morrendo muito lentamente”.
Quase não temos conhecimento certo sobre o interior dos mundos, incluindo o nosso. Isso é um problema. “Com poucas exceções, a evolução térmica de um planeta governa tudo”, disse Byrne, desde o estado da superfície, no qual a biologia pode se firmar, até a evolução da atmosfera do mundo. “É uma história – é o planeta esfriando. É a única coisa que importa.”
O vulcanismo é a expressão externa do fogo interno de um planeta, uma forma importante de perder calor enquanto dá à superfície uma nova camada de tinta. Se entendermos o quão vulcânico é Marte, o quão capaz ele é de produzir magma erupcionável, podemos entender sua evolução interna e compará-la com a da Terra. Portanto, se realmente é magma que o InSight está ouvindo, chegamos mais perto de compreender não apenas Marte, mas também nosso próprio planeta.
As Novas Fendas
Coberto por impressionantes montanhas magmáticas e fluxos de lava épicos, Marte é, sem dúvida, um mundo vulcânico. Nos primeiros capítulos de sua história de 4,5 bilhões de anos, ele construiu os maiores vulcões do sistema solar. Olympus Mons, o mais famoso, é ridiculamente enorme: é quase três vezes mais alto do que o Everest, e se você o colocasse no topo da cidade de Nova York, suas bordas se estenderiam quase de Boston a Washington, DC porque efetivamente esmaga a crosta sob sua peso, ele é cercado por um fosso feito pelo próprio que já foi preenchido com lava. Se você ficasse em sua base, não seria capaz de ver o pico, porque ele ficaria além do horizonte.
Essa fase de criação do colosso parece ter terminado há muito tempo. E por muito tempo, os pesquisadores presumiram que todos os vestígios de atividade vulcânica terminaram há centenas de milhões de anos, senão bilhões. Essa suposição foi baseada em várias generalizações sobre a evolução do sistema solar interno.
Considere os cinco mundos rochosos do sistema solar interno. Vênus e a Terra têm aproximadamente o mesmo tamanho. Marte, Mercúrio e a lua são menores. (Fobos e Deimos, as duas luas em forma de batata de Marte, são ordens de magnitude menores que a lua da Terra.)
Como pessoas e livros, disse Tracy Gregg, especialista em vulcanologia planetária da Universidade de Buffalo, quando se trata de alimentar os vulcões de um planeta, “o que importa está no interior”. Éons atrás, esses cinco mundos tinham duas fontes abundantes de fogo em seus corações: o calor primordial que sobrou de sua formação violenta e o calor produzido pela decomposição radioativa. O calor acabou escapando por meio de radiação e erupções vulcânicas.
Erupções vulcânicas vigorosas esfriam os planetas. Mas mundos maiores, como a Terra e Vênus, demoram mais para liberar seu calor interno, permitindo que permaneçam vulcanicamente ativos por mais tempo. Em média, a Terra tem 40 vulcões conhecidos em erupção a qualquer momento. Não podemos ver através das nuvens espessas de Vênus, mas graças a uma vasta quantidade de evidências circunstanciais, os cientistas acham que quase certamente ainda está em erupção.
Mundos menores parecem perder seu combustível mais rápido. Nos quatro séculos desde que os humanos apontaram seus telescópios pela primeira vez para Marte, nenhuma erupção foi vista, levando à suposição de que ele está morto de forma vulcânica.
Mas as estimativas de quando, exatamente, Marte escureceu, mudaram nos últimos anos. Um estudo de 2017 descobriu que os fluxos de lava no caldeirão no topo de Arsia Mons, outro vulcão gigantesco, podem ter surgido há 50 milhões de anos, muito depois de o Tyrannosaurus rex ter morrido na Terra.
E então há Cerberus Fossae.
Em 2019, vários eventos sísmicos, ou “marsquakes”, foram rastreados até Cerberus Fossae (“fendas de Cerberus”, o terrível cão de três cabeças que guarda a entrada do Hades na mitologia grega). Coberto por fendas com centenas de quilômetros de comprimento, este lugar se tornou a primeira zona de falha ativa encontrada em Marte. E é uma parte seriamente estranha do planeta.
A melhor maneira de estimar a idade da superfície de um planeta é analisar suas rochas, usando a decadência radioativa de seus elementos como um relógio geológico. Mas por enquanto, as únicas rochas marcianas que temos na Terra chegaram na forma de meteoros, e qualquer meteoro poderia ter vindo de qualquer lugar da superfície de Marte. Portanto, os pesquisadores dependem da contagem de crateras.
Dito de maneira grosseira, se não houver processos erosivos importantes operando em um planeta como Marte, então as superfícies mais antigas deveriam ter mais crateras de impacto causadas por asteróides. A contagem de crateras não pode dar aos cientistas uma idade absoluta, mas dá uma idade relativa.
Cerberus Fossae é notavelmente carente de crateras. “É definitivamente uma das superfícies mais jovens do planeta”, disse Gregg.
O primeiro reconhecimento orbital de Cerberus Fossae sugeriu que algum tipo de fluido lavou a área há não muito tempo em termos geológicos. Por um tempo, os cientistas não sabiam dizer se era água ou lava. Mas depois de analisar as imagens obtidas por câmeras de alta resolução nas últimas duas décadas, “fomos capazes de determinar que ambas as coisas saíram da Cerberus em momentos diferentes”, disse Gregg.
Um desses aparentes derramamentos de lava, a lava inundada de Athabasca Valles, eclodiu há menos de 20 milhões de anos, disse Hamilton. Uma torrente de lava, em erupção em apenas algumas semanas, teria coberto uma área superior à do Reino Unido.
Um artigo de co-autoria de Hamilton, atualmente passando por revisões para publicação na revista Icarus, examinou um depósito vulcânico menor em Cerberus Fossae. Este depósito pode ter resultado de uma erupção explosiva que cobriu a área com cinzas. Uma contagem cuidadosa de crateras sugere que ela pode ter até 1 milhão de anos ou até 53.000 anos – ontem, em termos planetários.
David Horvath, pesquisador do Planetary Science Institute em Tucson, Arizona, e principal autor do artigo, disse que a comunidade há muito suspeita que Cerberus Fossae seja um local de vulcanismo extremamente jovem. “Estamos apenas acumulando evidências para comprovar isso”, disse ele.
Mas as estimativas cada vez mais jovens de seu vulcanismo levantam uma questão tentadora: Marte ainda está vulcanicamente ativo hoje?
Ouvindo Hellfire
Em 26 de novembro de 2018, a sonda InSight da NASA pousou nas planícies marcianas de Elysium Planitia, a cerca de 1.600 quilômetros de Cerberus Fossae. A carga útil da espaçonave – que inclui um instrumento de fluxo de calor, um magnetômetro e um sismômetro – a torna o primeiro geofísico interplanetário totalmente equipado. É necessário a soma da compreensão da humanidade de como olhar para as vísceras da Terra e aplicá-la a outro planeta completamente.
Falando sismicamente, Marte é mais silencioso que a Terra. Mas o sismômetro da InSight, no entanto, pegou uma cavalgada de estrondos e resmungos sísmicos. Algumas são falhas que estão escorregando. Mas muitos ainda não têm fontes claras. E no encontro anual de dezembro da União Geofísica Americana, Sharon Kedar, um cientista planetário do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, e seus colegas sugeriram uma possibilidade atraente: alguns desses sussurros de baixa frequência podem ser os sons de magma movendo-se bem abaixo terra.
A apresentação, que apresentou resultados preliminares que ainda não foram revisados por pares, não fez declarações firmes. Os investigadores associados recusaram-se a falar com a Quanta até que o artigo, recentemente aceite para publicação no Journal of Geophysical Research, seja publicado. Mas pesquisadores independentes expressaram interesse na descoberta, mesmo enquanto aguardam dados adicionais. “Não é loucura pensar que poderia ser magma”, disse Gregg.
Na Terra, os sismólogos podem identificar rumores subterrâneos usando vários sismômetros. Basta medir o tempo exato de chegada de uma onda sísmica em três ou mais locais e você pode triangular a fonte.
Em Marte, há apenas um sismômetro. Mas que sismômetro é. “Eles não enviaram apenas um sismômetro. Eles enviaram um dos sismômetros mais sensíveis que já foram construídos”, disse Christine Houser, uma sismóloga global do Earth-Life Science Institute no Tokyo Institute of Technology.
“Gosto de chamá-lo de nanossismologia porque estamos realmente observando movimentos na escala de um átomo”, disse Nicholas Schmerr, geocientista da Universidade de Maryland que trabalha com o InSight. O sismômetro é conhecido por captar o trovão fraco de redemoinhos de poeira girando no mundo frio do deserto.
Existem dois truques que o sismômetro InSight pode usar para estimar a fonte de uma onda sísmica. A primeira é como estimar a distância até um raio, cronometrando a chegada atrasada do trovão. Dois componentes das ondas sísmicas, ondas P e S, movem-se em velocidades diferentes. A diferença de tempo entre eles permite que os cientistas calculem a distância até a fonte.
Além disso, as ondas sísmicas são polarizadas: elas têm um componente que vibra na direção leste-oeste, outro que vibra no norte e no sul e um terceiro que se move verticalmente. O InSight mede a força relativa de cada componente, o que pode revelar de qual direção a onda vem.
O grupo de Kedar analisou cinco eventos sísmicos misteriosos. Dois deles apresentavam um forte sinal de polarização que permitiu que fossem rastreados até Cerberus Fossae com um alto grau de confiança. Esses dois parecem ser terremotos tectônicos comuns e comuns.
Os outros três sinais eram fracos, de modo que os pesquisadores puderam medir apenas a diferença nos tempos de chegada das ondas P e S. Isso deu distância à equipe. Dentro desse raio, Cerberus Fossae era de longe o lugar mais provável para produzir os ruídos, mas ainda é possível que eles venham de outro lugar, disse Anna Horleston, uma sismóloga da Universidade de Bristol que também trabalha com a InSight.
Esses três sinais se assemelham aos da Terra, associados a fluidos fluidos. Tentando modelar o fenômeno que criou esses sinais, os pesquisadores descobriram que não podiam descartar um fluido em particular – magma – movendo-se através de um canal estreito a uma profundidade de 60 quilômetros.
Gregg descreveu uma maneira como o magma em movimento faz barulho. “Quando o magma líquido se move através de um conduíte, o conduíte vibra exatamente como quando você empurra o ar através de suas cordas vocais. Suas cordas vocais vibram e você emite um som. E, assim como se você já sugou hélio, esse som deve ser diferente, seja água ou magma.”
A 60 quilômetros de profundidade, qualquer fluido teria que ser magma, não água, disse Hamilton. Mas esses sinais fracos não contêm informações suficientes para fornecer profundidades de fonte precisas, disse Misha Kreslavsky, um cientista planetário da Universidade da Califórnia, Santa Cruz.
Os sinais também podem não ser o que parecem ser. Conforme uma onda sísmica oscila no solo, seus componentes de alta frequência perdem energia mais rápido do que seus componentes de baixa energia, disse Jackie Caplan-Auerbach, sismologista e vulcanologista da Western Washington University. Talvez na viagem de Cerberus Fossae para InSight, as altas frequências dos sinais comuns tornaram-se atenuadas, fazendo com que os sinais parecessem eventos de baixa frequência, que costumam estar associados ao magma em movimento.
Mesmo com tudo isso em mente, os cientistas ainda estão animados com o fato de a existência de magma não poder ser descartada. Kreslavsky disse que tudo o que foi apresentado até agora é perfeitamente razoável. Horleston não está convencido de que ouvimos magma se movendo – mas, ela acrescentou, isso não quer dizer que não esteja lá. Ninguém escapou da atenção de que esses estrondos provavelmente emanaram da parte vulcânica mais jovem de Marte, o que é improvável que seja coincidência. “Isso é ótimo”, disse Gregg. “Quer dizer, faz sentido, certo?”
Há muito mais trabalho a ser feito e mais dados sísmicos são necessários para refinar essa hipótese. Mas os dados que o InSight está obtendo estão mudando o que sabemos sobre o interior de Marte. “Na verdade, sou capaz de começar a responder a algumas das perguntas que tenho feito há décadas sobre como este planeta funciona”, disse Schmerr. Finalmente, as primeiras histórias esboçadas a lápis há muitos anos podem começar a ser escritas a tinta.
Repensando Marte
Os estudos recentes de Marte apenas destacaram o fato de que temos uma imagem pobre de como é o interior dos mundos. “Não sabemos qual é a distribuição de elementos radioativos no sistema solar interno”, disse Gregg. “Não temos nada.” Um Marte frio não é irracional, mas isso presumindo que ele tivesse a mesma quantidade de elementos radioativos que a Terra tinha quando nasceu. “Quem pode dizer que isso é verdade?”
Marte também não tem uma concha fragmentada, como a Terra; não tem placas tectônicas móveis, que permitem que o calor escape para o espaço através das rachaduras. Talvez isso ajude a manter as brasas internas de Marte acesas.
Descobrir a viabilidade vulcânica de Marte seria mais fácil se pudéssemos medir sua temperatura interna. Mas a sonda de fluxo de calor da InSight, carinhosamente apelidada de toupeira, não conseguiu cavar fundo o suficiente para obter uma leitura adequada. Os dados sísmicos da InSight, no entanto, sugerem que as coisas talvez estejam quentes o suficiente para manter Marte vulcanicamente vivo e ativo, mas de uma maneira diferente da Terra.
Mesmo se existir, o magma abaixo de Cerberus Fossae pode nunca mais irromper na superfície. Apesar da impressionante arquitetura vulcânica de Marte, muito do seu magma parece ser injetado na crosta superior e simplesmente preso lá, às vezes criando enormes protuberâncias vulcânicas.
Erupções de superfície são possíveis, no entanto. Marte pode não ter as erupções superficiais diárias que a Terra tem, mas, como a Terra, ele claramente produz inundações de lava épicas de vez em quando – apenas tem lacunas de milhões de anos entre cada paroxismo. “Eu ficaria chocado se não houvesse outra grande erupção de lava na superfície de Marte dentro de 5 a 10 milhões de anos”, disse Hamilton.
É lógico que, se Marte é vulcanicamente ativo hoje, seus primos menores também podem estar. Há uma área da lua que parece uma tigela de gotículas de mercúrio, e essa espuma vulcânica pode ter apenas 100 milhões de anos. Marte tem metade do diâmetro da Terra, disse Gregg, e “não podemos nem dizer com certeza se a lua, que tem um quarto do tamanho da Terra, está morta”.
“Eu acho que a lua vai entrar em erupção novamente em algum momento no futuro”, disse Byrne. “E eu acho que o Mercúrio também vai – por que não, certo?”
Esses mundos podem não ser tão silenciosos quanto fomos condicionados a pensar. Talvez as pausas entre suas erupções sejam simplesmente longas demais para os humanos perceberem – o que torna nosso mundo, com suas constantes erupções, um estranho estranho. “De todas as maneiras que você pensa sobre isso, a Terra é a única estranha”, disse Gregg.
Publicado em 04/02/2021 14h51
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