Oxidação atmosférica e a formação do Marte moderno

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Assim como a Terra, Marte se formou há cerca de 4,5 bilhões de anos, mas sua superfície no passado era bem diferente da atual. No início, Marte sofreu muitos impactos de meteoros e asteroides, num período conhecido como Grande Bombardeio Tardio.

Hoje, Marte é um planeta frio, seco, com dois polos gelados e uma atmosfera oxidante – o que significa que materiais ricos em ferro enferrujam lá. Mas, antigamente, Marte tinha áreas geladas, aquecimentos ocasionais e uma atmosfera “redutora”, ou seja, sem oxigênio para causar oxidação.

Cientistas ainda não sabiam exatamente o que causou essa grande mudança climática em Marte. Agora, uma equipe de pesquisadores na China encontrou evidências de que a oxidação da atmosfera foi o que levou Marte a se tornar frio e a ter polos gelados. Esse estudo foi publicado na revista *Nature Communications*.

O que aconteceu com Marte?

Um dos períodos mais antigos de Marte é chamado de Noachiano, que aconteceu há cerca de 4,1 a 3,7 bilhões de anos. Nessa época, o planeta sofreu muitos impactos de asteroides e pode ter tido bastante água na superfície. Depois do Noachiano, veio o período Hesperiano, que durou de 3,7 a 3 bilhões de anos atrás.

Pesquisas recentes sugerem que, no início, a atmosfera de Marte era dominada por dióxido de carbono (CO2) e tinha gases redutores, como hidrogênio. Em uma atmosfera redutora, a oxidação é evitada pela falta de oxigênio e outros gases oxidantes. Nessa situação, os gases redutores como o hidrogênio “consomem” qualquer oxigênio disponível e se transformam em água, por exemplo.

Essa atmosfera com gases redutores pode ter causado um efeito estufa forte em Marte, aquecendo o planeta naquela época. À medida que a atmosfera foi ficando mais oxidante, o efeito estufa diminuiu e Marte começou a esfriar. Hoje, o efeito estufa de Marte só aquece o planeta em cerca de 8°C, enquanto na Terra ele aquece em torno de 33°C.

O que o ferro nos diz sobre Marte?

Os cientistas usaram um instrumento chamado espectrômetro de raios gama, que está em uma nave que orbita Marte desde 2001, para medir a quantidade de ferro nos primeiros 30 cm da superfície de Marte. Eles descobriram que havia menos ferro nas áreas mais antigas de Marte (do período Noachiano) em comparação com os períodos mais recentes, como o Hesperiano e o Amazônico (que vai de 3 bilhões de anos atrás até hoje).

Por que será que o ferro era menos abundante no passado? Uma possibilidade é que a água líquida que existia em Marte naquela época poderia ter “carregado” o ferro para camadas mais profundas do solo, fora do alcance do espectrômetro. A quantidade de ferro na superfície pode ser influenciada pela temperatura, acidez da água, e pela presença de oxigênio na atmosfera.

As eras paleoclimáticas em Marte. Crédito: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-47326-0

O que os cientistas descobriram?

Jiacheng Liu e sua equipe da Universidade de Hong Kong estudaram como o ferro estava distribuído na superfície de Marte ao longo do tempo, usando os dados do espectrômetro. Eles perceberam que, no início de Marte, o ferro diminuía com a altitude, mas em terrenos mais recentes do Noachiano, o ferro variava de acordo com a latitude.

Isso significa que a temperatura na superfície de Marte mudou ao longo do tempo. No início, era mais influenciada pela altitude, mas depois passou sendo afetada pela localização, como as regiões mais próximas aos polos. Os cientistas acreditam que isso está relacionado com a oxidação da atmosfera.

Eles sugerem que o desgaste das rochas por gelo e condições de baixa temperatura contribuíram para diminuir o ferro na superfície, provavelmente por meio de um processo de “lixiviação” anóxica, onde o ferro é retirado das rochas pela água congelada e derretida em ciclos repetidos.

O que é lixiviação?

A lixiviação é um processo onde substâncias são extraídas de um material, como quando metais são separados dos seus minérios na mineração. Em Marte, a água ácida pode ter mobilizado o ferro, mas isso não explica totalmente a falta de ferro em grandes áreas do planeta.

Com o tempo, a atmosfera de Marte foi ficando mais oxidante, o que diminuiu o efeito estufa e tornou o planeta mais frio e seco. O gelo foi migrando das áreas mais altas para os polos, criando o Marte que vemos hoje, com suas calotas polares de gelo.

Marte e a vida

Apesar de Marte ser frio e ter uma superfície seca, alguns cientistas acreditam que o ambiente logo abaixo da camada de gelo pode ter água líquida e calor, criando condições que poderiam ser favoráveis à vida. Essa região, chamada de ambiente periglacial, pode ser um dos melhores lugares para procurar sinais de vida no planeta vermelho.


Publicado em 19/10/2024 12h36


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