Novo mapa aquático de Marte será inestimável para futuras explorações

Dados do Mars Express da ESA e do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA foram usados para criar o primeiro mapa global detalhado de depósitos minerais hidratados em Marte. Clique aqui para uma versão comentada com tipos e abundâncias de minerais. Crédito: ESA/Mars Express (OMEGA) e NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)

Um novo mapa de Marte está mudando a maneira como pensamos sobre o passado aquático do planeta e mostrando onde devemos pousar no futuro.

O mapa mostra depósitos minerais em todo o planeta e foi cuidadosamente criado na última década usando dados do instrumento Mars Express Observatoire pour la Mineralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité (OMEGA) da ESA e o Mars Reconnaissance Orbiter Compact Reconnaissance Imaging da NASA Instrumento Espectrômetro para Marte (CRISM).

Especificamente, o mapa mostra as localizações e abundâncias de minerais aquosos. Estes são de rochas que foram quimicamente alteradas pela ação da água no passado, e normalmente foram transformadas em argilas e sais.

Na Terra, as argilas se formam quando a água interage com as rochas, com diferentes condições dando origem a diferentes tipos de argilas. Por exemplo, minerais argilosos como esmectita e vermiculita se formam quando quantidades relativamente pequenas de água interagem com a rocha e, portanto, retêm principalmente os mesmos elementos químicos que as rochas vulcânicas originais. No caso da esmectita e da vermiculita esses elementos são o ferro e o magnésio. Quando a quantidade de água é relativamente alta, as rochas podem ser mais alteradas. Elementos solúveis tendem a ser levados deixando para trás argilas ricas em alumínio, como o caulim.

Mapa global de minerais hidratados em Marte. Crédito: ESA/Mars Express (OMEGA) e NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)

A grande surpresa é a prevalência desses minerais. Dez anos atrás, os cientistas planetários sabiam de cerca de 1.000 afloramentos em Marte. Isso os tornou interessantes como esquisitices geológicas. No entanto, o novo mapa inverteu a situação, revelando centenas de milhares dessas áreas nas partes mais antigas do planeta.

“Este trabalho agora estabeleceu que quando você está estudando os terrenos antigos em detalhes, não ver esses minerais é realmente a estranheza”, diz John Carter, Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) e Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), Université Paris-Saclay e Aix Marseille Université, França.

Esta é uma mudança de paradigma para nossa compreensão da história do planeta vermelho. A partir do menor número de minerais aquosos que sabíamos que estavam presentes, era possível que a água fosse limitada em sua extensão e duração. Agora, não há dúvida de que a água desempenhou um papel enorme na formação da geologia em todo o planeta.

Agora, a grande questão é se a água foi persistente ou confinada a episódios mais curtos e intensos. Embora ainda não forneçam uma resposta definitiva, os novos resultados certamente oferecem aos pesquisadores uma ferramenta melhor para buscar a resposta.

A Mars Express da ESA e a Mars Reconnaissance Orbiter da NASA mapearam rochas ricas em água em Marte. O novo mapa global está mudando a maneira como pensamos sobre o passado aquático do planeta e mostra onde podemos pousar futuras missões para exploração adicional. Uma grande surpresa é a prevalência desses minerais, com o mapa revelando centenas de milhares de locais afetados pela água nas partes mais antigas do planeta. Os novos dados ajudarão a responder perguntas interessantes sobre a história climática de Marte, se a água era globalmente persistente ou confinada a episódios curtos e intensos e se as condições já foram adequadas para a vida. Crédito: ESA – Agência Espacial Europeia

“Acho que simplificamos coletivamente Marte”, diz John. Ele explica que os cientistas planetários tendem a pensar que apenas alguns tipos de minerais argilosos em Marte foram criados durante seu período úmido, então, à medida que a água secou gradualmente, os sais foram produzidos em todo o planeta.

Este novo mapa mostra que é mais complicado do que se pensava anteriormente. Enquanto muitos dos sais marcianos provavelmente se formaram depois das argilas, o mapa mostra muitas exceções onde há mistura íntima de sais e argilas, e alguns sais que se presume serem mais antigos que algumas argilas.

“A evolução de muita água para nenhuma água não é tão clara quanto pensávamos, a água não parou da noite para o dia. Vemos uma enorme diversidade de contextos geológicos, de modo que nenhum processo ou linha do tempo simples pode explicar a evolução de a mineralogia de Marte. Esse é o primeiro resultado do nosso estudo. O segundo é que, se você excluir os processos de vida na Terra, Marte exibe uma diversidade de mineralogia em cenários geológicos, assim como a Terra”, diz ele.

Em outras palavras, quanto mais de perto olhamos, mais complexo se torna o passado de Marte.

A cratera Jezero e seus arredores em Marte exibem uma rica variedade de minerais que foram alterados pela água no passado do planeta. Esses minerais são predominantemente argilas e sais de carbonato. Dos minerais identificados nesta região em particular, o carbonato é um sal, os filossilicatos de Fe/Mg são argilas ricas em ferro e magnésio e a sílica hidratada é uma forma de dióxido de silício que forma a opala preciosa da Terra. Os dados aproximados foram obtidos a partir de um mapa global de minerais produzido pela Mars Express da ESA e pela Mars Reconnaissance Orbiter da NASA. O rover Perseverance da NASA, que pousou em Marte em 2020, está atualmente explorando a cratera Jezero e seus arredores. Crédito: ESA/Mars Express (OMEGA e HRSC) e NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM e HiRISE)

Os instrumentos OMEGA e CRISM são ideais para esta pesquisa. Seus conjuntos de dados são altamente complementares, trabalhando na mesma faixa de comprimento de onda e sensíveis aos mesmos minerais. O CRISM fornece imagens espectrais de alta resolução da superfície (até 15m/pixel) para manchas altamente localizadas de Marte e o torna o mais adequado para mapear pequenas regiões de interesse, como locais de pouso de rover. Por exemplo, o mapeamento mostra que a cratera Jezero, onde o rover Perseverance 2020 da NASA está atualmente explorando, exibe uma rica variedade de minerais hidratados.

A OMEGA, por outro lado, oferece cobertura global de Marte em resolução espectral mais alta e com melhor relação sinal-ruído. Isso o torna mais adequado para mapeamento global e regional e discriminar entre os diferentes minerais de alteração.

Os resultados são apresentados em um par de artigos publicados na Icarus e escritos por John, Lucie Riu e colegas. Lucie estava no Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), Japanese Aerospace eXploration Agency (JAXA), Sagamihara, Japão, quando parte do trabalho foi realizado, mas agora é ESA Research Fellow no European Space Astronomy Center (ESAC) da ESA em Madri.

Com as detecções básicas em mãos, Lucie decidiu dar o próximo passo e quantificar as quantidades dos minerais que estavam presentes. “Se soubermos onde e em que porcentagem cada mineral está presente, teremos uma ideia melhor de como esses minerais podem ter sido formados”, diz ela.

Como parte da construção de um novo mapa global dos minerais de Marte, descobriu-se que a região de Oxia Planum é rica em argilas. Essas argilas incluíam os minerais ricos em ferro e magnésio de esmectita e vermiculita, e localmente caulim, que é conhecido na Terra como argila da porcelana. A sílica hidratada também é mapeada sobre um antigo delta em Oxia. Os dados aproximados foram obtidos a partir de um mapa global de minerais produzido pela Mars Express da ESA e pela Mars Reconnaissance Orbiter da NASA. Como as argilas são formadas em ambientes ricos em água, esses locais são excelentes locais para estudar em busca de pistas sobre se a vida começou em Marte. Oxia Planum foi selecionado como local de pouso para o rover Rosalind Franklin da ESA. Crédito: ESA/Mars Express (OMEGA e HRSC) e NASA/Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)

Esse trabalho também oferece aos planejadores de missão alguns ótimos candidatos para futuros locais de pouso – por dois motivos. Primeiro, os minerais aquosos ainda contêm moléculas de água. Juntamente com locais conhecidos de gelo de água enterrado, isso fornece possíveis locais para extração de água para utilização de recursos in-situ, chave para o estabelecimento de bases humanas em Marte. Argila e sais também são materiais de construção comuns na Terra.

Em segundo lugar, mesmo antes de os humanos irem a Marte, os minerais aquosos fornecem locais fantásticos para realizar a ciência. Como parte desta campanha de mapeamento mineral, o sítio rico em argila de Oxia Planum foi descoberto. Essas argilas antigas incluem os minerais ricos em ferro e magnésio de esmectita e vermiculita. Eles não apenas podem ajudar a desvendar o clima passado do planeta, mas são locais perfeitos para investigar se a vida começou em Marte. Como tal, Oxia Planum foi proposto e finalmente selecionado como local de pouso para o rover Rosalind Franklin da ESA.

?É nisso que estou interessado e acho que esse tipo de trabalho de mapeamento ajudará a abrir esses estudos no futuro?, diz Lucie.

Como sempre ao lidar com Marte, quanto mais aprendemos sobre o planeta, mais fascinante ele se torna.

Publicado em 24/08/2022 13h01

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