Se os experimentos feitos em pequenas garrafas em um laboratório da Universidade de Oregon forem precisos, o atrito da colisão de partículas de poeira marciana provavelmente não gerará grandes tempestades elétricas ou ameaçará os veículos de exploração recém-chegados ou, eventualmente, visitantes humanos.
Por 50 anos, desde que as sondas Viking e orbitadores posteriores detectaram lodos, argilas, leitos e redemoinhos soprados pelo vento em Marte, os cientistas têm se preocupado com o potencial de grandes tempestades com raios e se a eletricidade estática gerada pelas partículas de rocha principalmente basáltica do planeta poderia danificar veículos ou equipamento de proteção humana.
No jornal Icarus, uma equipe de UO relata que o atrito causado por partículas de poeira que entram em contato umas com as outras pode de fato produzir descargas elétricas na superfície e na atmosfera do planeta, mas as faíscas resultantes provavelmente serão pequenas.
Essas preocupações ressurgiram em relação à nova missão da NASA a Marte, que colocou com sucesso o rover Perseverance e o helicóptero robótico Ingenuity no planeta vermelho em 18 de fevereiro.
No laboratório do vulcanologista Josef Dufek, os pesquisadores usaram um tubo de vidro vertical comparável em tamanho a uma garrafa de água medindo cerca de 10 centímetros de diâmetro e 20 centímetros de comprimento. Dentro dele, eles rodaram cinzas vulcânicas como substituto para a poeira marciana em uma série de experimentos que lhes permitiu evitar armadilhas que haviam impedido pesquisas anteriores.
Eles determinaram que as descargas elétricas provavelmente seriam pequenas, dados os campos elétricos fracos, cerca de 20 mil volts por metro, suportados pela atmosfera de Marte.
A atmosfera da Terra, em comparação, pode suportar campos elétricos que chegam a 3 megavolts por metro, produzindo tempestades com raios espetaculares comuns e às vezes mortais no sudeste dos Estados Unidos, disse Joshua Méndez Harper, um engenheiro de pesquisa do Centro de Vulcanologia de Oregon no Departamento de Ciências da Terra .
“Nossos experimentos, e os de outros antes de nós, sugerem que em Marte é fácil obter faíscas quando você agita areia ou poeira”, disse Méndez Harper. “No entanto, pode ser difícil, mesmo em grandes tempestades de poeira ou dentro de redemoinhos de poeira, obter descargas muito grandes ou relâmpagos convencionais porque a atmosfera marciana é ruim para armazenar carga.”
Esses processos de fricção são experimentados na Terra de maneiras muito mais simples – tocando a maçaneta da porta depois que as meias deslizam no carpete ou enfiando um balão na janela depois de esfregá-lo no cabelo humano.
Os redemoinhos marcianos, disse Méndez Harper, podem parecer cintilar, crepitar ou brilhar levemente em condições escuras enquanto rolam pela paisagem desidratada de Marte. No entanto, as descargas podem ser tão pequenas que só podem ser detectadas usando as ondas de rádio que emitem em faixas próximas.
Experimentos anteriores foram inconclusivos porque as partículas foram giradas de uma forma que as colocou em contato com as paredes dos recintos de teste. Alguns experimentos usaram partículas de materiais não encontrados em Marte. Esses contatos podem ter produzido carga não característica de uma tempestade de poeira marciana.
Méndez Harper, Dufek e George McDonald, um pesquisador de pós-doutorado na Rutgers University, contornou a limitação de exposição da parede usando o tubo de vidro. Eles criaram carga de atrito ao colidir partículas de cinzas basálticas da erupção vulcânica Xitle, no México, há cerca de 2.000 anos.
As colisões nos tubos selados ocorreram em velocidades esperadas em uma leve brisa marciana, com partículas longe das paredes externas e em uma pressão atmosférica pressurizada de 8 milibares de dióxido de carbono, semelhante à da superfície marciana.
A rocha vulcânica usada no projeto é semelhante ao basalto marciano, conforme detectado por rovers nas missões Pathfinder e Mars Exploration Rover e os análogos de poeira desenvolvidos pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.
Como comparação, os pesquisadores também permitiram que as partículas entrassem em contato com superfícies estranhas às condições previstas em Marte. Isso criou faíscas, mas com uma polaridade diferente da dos novos experimentos.
“Estávamos interessados em prosseguir com este trabalho devido ao número de novas missões a Marte e ao potencial de observações restritivas”, disse Dufek, presidente da UO Gwen e Charles Lillis e diretor do Centro de Vulcanologia de Oregon.
“Quantificar o comportamento de carga e descarga tem influência no transporte de poeira na atmosfera e há muito tempo é estudado em relação à modulação de reações químicas, incluindo a síntese de compostos orgânicos”, disse ele.
A baixa energia da descarga em Marte, conforme indicado pelos novos experimentos, significa que esses efeitos provavelmente não afetarão as operações mecânicas, disse Dufek.
No entanto, a cratera de Jezero parece experimentar tempestades de poeira regularmente no outono e no inverno. Isso, disse McDonald, pode fornecer oportunidades para observações rudimentares de fenômenos eletrostáticos pelo rover recém-implantado.
Um dos objetivos de sua missão é avaliar as condições ambientais anteriores. A evidência de uma atmosfera mais substancial no passado teria influência no ambiente elétrico do planeta e em como ele mudou ao longo do tempo.
“A grande conclusão deste estudo é que Marte pode ser um lugar eletricamente ativo, embora de formas bastante diferentes da Terra”, disse Dufek. “O fato de que a poeira analógica de Marte carrega prontamente até o ponto de descarga, mesmo quando os grãos não esfregam contra outras superfícies, sugere que os futuros colonos podem encontrar um mundo modificado pela eletricidade estática de maneiras sutis.”
Publicado em 20/02/2021 17h34
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