Novas evidências de várias eras glaciais em Marte

Geleiras abaixo de três crateras na região de Hellas Planitia de Marte, agora coberto por detritos rochosos (à esquerda) e como seriam se o gelo fosse exposto (à direita). A imagem foi criada usando dados de imagem da Context Camera (CTX) na espaçonave Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) combinados com os resultados do Shallow Radar (SHARAD) no MRO e no mapa de elevação digital da câmera estéreo de alta resolução da sonda Mars Express. Imagem via NASA / Caltech / JPL / UTA / UA / MSSS / ESA / DLR.

A Terra teve pelo menos 5 grandes eras glaciais. Agora, parece que Marte – o próximo planeta a partir do Sol – passou por algo entre meia dúzia a 20 eras glaciais nas últimas centenas de milhões de anos.

Assim como na Terra, geleiras fluíram pela superfície de Marte em um passado distante. Mas enquanto as geleiras da Terra em sua maioria recuaram (e ainda estão diminuindo), as geleiras de Marte estão congeladas no lugar e cobertas por detritos rochosos. Os cientistas não têm certeza se houve uma enorme Idade do Gelo em Marte ou se várias eras do gelo se espalharam por milhões de anos. Agora, um novo estudo anunciado por pesquisadores da Universidade Colgate, no estado de Nova York, está ajudando a responder a essas perguntas. Isso sugere que Marte passou por algo entre meia dúzia e 20 eras glaciais nas últimas centenas de milhões de anos.

As descobertas revisadas por pares foram publicadas na revista Proceedings of the National Academies of Science (PNAS) em 26 de janeiro de 2021.

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Os pesquisadores, liderados pelo geólogo planetário Joe Levy, da Universidade Colgate, decidiram analisar as geleiras em mais detalhes examinando as rochas que ficam em cima delas. Esses detritos rochosos cobrem o gelo congelado há mais de 300 milhões de anos. Levy declarou:

Todas as rochas e areia carregadas naquele gelo permaneceram na superfície. É como colocar gelo em um refrigerador sob todos aqueles sedimentos.

Levy e seus colegas queriam estudar os tamanhos, distribuição e número de rochas no topo das geleiras. Se houvesse uma progressão de rochas maiores para menores descendo a colina, devido à erosão, isso apontaria para um evento de longa idade do gelo em vez de vários.

O novo estudo mostra que as rochas nas geleiras marcianas estão concentradas em faixas distintas nas superfícies das geleiras, indicando várias eras glaciais ao longo de centenas de milhões de anos. Imagem via Levy et al./ PNAS / Colgate University.

Os pesquisadores usaram imagens de 45 geleiras da espaçonave Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) da NASA para seu estudo. As câmeras do MRO são poderosas, com resolução de até 25 centímetros (10 polegadas) por pixel. Como Levy observou:

Você pode ver as coisas do tamanho de uma mesa de jantar.

Durante dois verões, 10 alunos da Colgate ajudaram Levy contando e medindo rochas maiores vistas nas imagens, cerca de 60.000 no total. Levy disse:

Fizemos uma espécie de trabalho de campo virtual, subindo e descendo essas geleiras e mapeando as rochas.

Levy esperava ver as pedras distribuídas por tamanho, mas não foi isso que as imagens mostraram. Em vez disso, as rochas foram espalhadas aleatoriamente, levando a uma conclusão interessante, disse Levy:

Na verdade, as pedras estavam nos contando uma história diferente. Não era o tamanho deles que importava; era como eles eram agrupados ou agrupados.

Uma geleira marciana bem preservada vista pela câmera HiRISE na espaçonave Mars Reconnaissance Orbiter. Imagem via NASA / JPL / University of Arizona / Arizona State University.

A equipe percebeu que as rochas estavam viajando dentro das geleiras e, portanto, não sofreram erosão como era esperado. Eles também foram agrupados em faixas ao longo das geleiras, o que indicou fluxos separados distintos ao longo de milhões de anos – várias eras do gelo – em vez de apenas um grande evento da era do gelo.

Foi quando os pesquisadores concluíram que Marte passou por algo entre seis e 20 eras glaciais separadas durante os últimos 300-800 milhões de anos. Levy elaborou, dizendo:

Este artigo é a primeira evidência geológica do que a órbita e a obliquidade de Marte podem ter feito por centenas de milhões de anos. Essas geleiras são pequenas cápsulas do tempo, capturando instantâneos do que estava soprando na atmosfera marciana. Agora sabemos que temos acesso a centenas de milhões de anos de história marciana sem ter que perfurar profundamente a crosta; podemos apenas fazer uma caminhada ao longo da superfície.

Conforme descrito no artigo:

Existe um debate significativo se a população global de depósitos glaciares cobertos de destroços em Marte se formaram continuamente nos últimos 300 a 800 Ma, ou se eles se formaram durante episódios pontuados de acumulação de gelo durante o máximo de obliquidade (durando 10-100 ka). Mostramos que, como as antigas geleiras cobertas de destroços na Terra, a formação de bandas nos depósitos glaciais marcianos indica múltiplos episódios de acumulação e avanço de gelo. Em nossa análise, os períodos glaciais são seguidos pela remoção de gelo da zona de acumulação da geleira, formando faixas de detritos. Relatamos uma mediana de cinco a seis transições glaciais / interglaciais registradas em geleiras cobertas de destroços em Marte, sugerindo que a cadência da glaciação em Marte é definida pela força orbital ao longo de dezenas a centenas de Ma, não ciclos de obliquidade individuais de 120 ka.

Os resultados têm implicações significativas para a compreensão da história de Marte. A Idade do Gelo ocorre durante mudanças na inclinação do eixo de um planeta, chamadas de obliquidade. Isso tem efeitos diretos no clima e na habitabilidade de um planeta. A inclinação axial da Terra também é o motivo pelo qual temos estações.

Os cientistas gostariam de saber que tipos de rochas e gases ainda estão presos dentro dessas geleiras, e eles seriam um ótimo lugar para procurar fósseis ou outros biomarcadores de micróbios antigos. Como disse Levy:

Se houver algum biomarcador circulando, ele também ficará preso no gelo.

As geleiras podem fornecer pistas sobre se Marte era quente e úmido no início de sua história antes de se tornar frio e seco, ou se Marte sempre teve um clima mais frio. Isso tem sido motivo de muito debate, pois há ampla evidência de que o planeta já teve lagos, rios e talvez até um oceano, mas menos evidências de um clima que era quente o suficiente, com uma atmosfera espessa o suficiente, para água líquida generalizada, uma espécie de paradoxo planetário. Levy disse:

Há muito trabalho a ser feito para descobrir os detalhes da história do clima marciano, incluindo quando e onde estava quente e úmido o suficiente para que houvesse salmouras e água líquida.

Depósitos de gelo são comuns em Marte, como na cratera Korolev perto do Pólo Norte, que é preenchida com gelo de água. Esta foto foi tirada pela espaçonave Mars Express. Imagem via ESA / CNN.

Outro novo estudo da Rice University sugere que Marte estava em algum lugar entre os dois cenários de quente / úmido e frio / seco, com um clima semelhante ao da Islândia, um clima frio, mas não muito frio para água líquida. Michael Thorpe em Rice fez referência ao local de pouso do rover Curiosity, a cratera Gale. Ele disse:

Em vez disso, as rochas sedimentares na cratera Gale detalham um clima que provavelmente se situa entre esses dois cenários. O clima antigo era provavelmente frio, mas também parece ter mantido a água líquida em lagos por longos períodos de tempo.

A Islândia é um dos análogos mais próximos do antigo Marte, com terreno basáltico e temperaturas geralmente inferiores a 38 graus Fahrenheit (3 graus Celsius). A composição de areia e lama na Islândia também é a correspondência mais próxima de Marte com base na análise por meio do índice de alteração química padrão (CIA), que é usado para inferir o clima anterior a partir do intemperismo químico e físico de uma amostra.

Resumindo: os cientistas determinaram que Marte passou por algo entre meia dúzia e 20 eras glaciais nas últimas centenas de milhões de anos.


Publicado em 31/01/2021 21h57

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