Pesquisadores do Trinity College Dublin lançaram luz sobre as enigmáticas “aranhas de Marte”, fornecendo a primeira evidência física de que essas características únicas na superfície do planeta podem ser formadas pela sublimação de gelo de CO2.
As aranhas, mais formalmente chamadas de araneiformes, são sistemas radiais de topografia negativa de aparência estranha de depressões dendríticas; padrões que se assemelham a galhos de uma árvore ou relâmpagos bifurcados. Acredita-se que essas características, que não são encontradas na Terra, sejam esculpidas na superfície marciana pelo gelo seco que muda diretamente de sólido para gasoso (sublimado) na primavera. Ao contrário da Terra, a atmosfera de Marte é composta principalmente de CO2 e, à medida que as temperaturas diminuem no inverno, isso se deposita na superfície como geada de CO2 e gelo.
A equipe da Trinity, junto com colegas da Durham University e da Open University, conduziu uma série de experimentos financiados pelo Irish Research Council e Europlanet na Open University Mars Simulation Chamber, sob pressão atmosférica marciana (na imagem acima), a fim de investigar se padrões semelhantes às aranhas marcianas poderiam se formar por sublimação de gelo seco.
Suas descobertas são detalhadas em um artigo publicado recentemente no Nature Journal, Scientific Reports.
A Dra. Lauren McKeown, que liderou este trabalho durante seu PhD na Trinity e agora está na Open University, disse:
“Esta pesquisa apresenta o primeiro conjunto de evidências empíricas para um processo de superfície que pode modificar a paisagem polar de Marte. A hipótese de Kieffer [explicada abaixo] foi bem aceita por mais de uma década, mas até agora, foi enquadrada em um contexto puramente teórico.
“Os experimentos mostram diretamente que os padrões de aranha que observamos em Marte em órbita podem ser esculpidos pela conversão direta de gelo seco de sólido em gasoso. É emocionante porque estamos começando a entender mais sobre como a superfície de Marte está mudando sazonalmente hoje.”
A equipe de pesquisa fez furos nos centros de blocos de gelo de CO2 e os suspendeu com garras semelhantes às encontradas em arcadas, acima de leitos granulares de diferentes tamanhos de grãos. Eles baixaram a pressão dentro de uma câmara de vácuo para a pressão atmosférica marciana (6 mbar) e então usaram um sistema de alavanca para colocar o bloco de gelo de CO2 na superfície.
Eles utilizaram um efeito conhecido como Efeito Leidenfrost, pelo qual se uma substância entrar em contato com uma superfície muito mais quente que seu ponto de sublimação, formará uma camada gasosa ao seu redor. Quando o bloco atingiu a superfície arenosa, o CO2 passou diretamente de sólido para gás e o material foi visto escapando pelo buraco central na forma de uma pluma.
Em cada caso, uma vez que o bloco foi levantado, um padrão de aranha foi erodido pelo gás que escapou. Os padrões de aranha eram mais ramificados quando tamanhos de grãos mais finos eram usados e menos ramificados quando tamanhos de grãos mais grossos eram usados. Este é o primeiro conjunto de evidências empíricas para esse processo de superfície existente.
A Dra. Mary Bourke, do Departamento de Geografia da Trinity, que supervisionou a pesquisa de doutorado, disse:
“Este trabalho inovador apóia o tema emergente de que o clima e as condições meteorológicas atuais em Marte têm uma influência importante não apenas nos processos dinâmicos da superfície, mas também em qualquer futura exploração robótica e / ou humana do planeta.”
A principal hipótese proposta para a formação de aranhas (hipótese de Kieffer) sugere que, na primavera, a luz solar penetra nesse gelo translúcido e aquece o terreno abaixo dele. O gelo vai sublimar de sua base, causando o aumento da pressão e, eventualmente, o gelo se rompe, permitindo que o gás pressurizado escape por uma rachadura no gelo. Os caminhos do gás escapando deixarão para trás os padrões dendríticos observados em Marte hoje e o material arenoso / empoeirado será depositado no topo do gelo na forma de uma pluma.
No entanto, até agora, não se sabia se tal processo teórico é possível e este processo nunca foi observado diretamente em Marte.
Além disso, os pesquisadores observaram que, quando blocos de CO2 foram liberados e sublimados no leito de areia, a sublimação foi muito mais vigorosa do que o esperado e o material foi jogado por toda a câmara.
Esta observação será útil na compreensão de modelos de outros processos relacionados à sublimação de CO2 em Marte, como a formação de fluxos difusivos recorrentes laterais em torno de ravinas de dunas lineares em Marte.
A metodologia usada pode ser reorientada para estudar o papel geomórfico da sublimação de CO2 na formação de outras características da superfície marciana – e, de fato, pode abrir caminho para pesquisas adicionais sobre processos de sublimação em outros corpos planetários com nenhuma / escassa atmosfera como Europa ou Enceladus.
Publicado em 23/03/2021 09h55
Artigo original: