Na Terra, as placas tectônicas em movimento remodelam a superfície do planeta e criam um interior dinâmico, então a ausência de tais processos em Marte levou muitos a considerá-lo um planeta morto, onde não aconteceu muita coisa nos últimos 3 bilhões de anos.
Na edição atual da Nature Astronomy, cientistas da Universidade do Arizona desafiam as visões atuais da evolução geodinâmica marciana com um relatório sobre a descoberta de uma pluma de manto ativa empurrando a superfície para cima e causando terremotos e erupções vulcânicas. A descoberta sugere que a superfície enganosamente silenciosa do planeta pode esconder um interior mais tumultuado do que se pensava anteriormente.
“Nosso estudo apresenta várias linhas de evidência que revelam a presença de uma gigantesca pluma de manto ativo na atual Marte”, disse Adrien Broquet, pesquisador associado de pós-doutorado no Laboratório Lunar e Planetário da UArizona e coautor do estudo com Jeff Andrews. -Hanna, professora associada de ciência planetária na LPL.
As plumas do manto são grandes bolhas de rocha quente e flutuante que se erguem das profundezas de um planeta e atravessam sua camada intermediária – o manto – para atingir a base de sua crosta, causando terremotos, falhas e erupções vulcânicas. A cadeia de ilhas do Havaí, por exemplo, formou-se à medida que a placa do Pacífico vagava lentamente sobre uma pluma do manto.
“Temos fortes evidências de que as plumas do manto estão ativas na Terra e em Vênus, mas isso não é esperado em um mundo pequeno e supostamente frio como Marte”, disse Andrews-Hanna. “Marte era mais ativo de 3 a 4 bilhões de anos atrás, e a visão predominante é que o planeta está essencialmente morto hoje.”
“Uma tremenda quantidade de atividade vulcânica no início da história do planeta construiu os vulcões mais altos do sistema solar e cobriu a maior parte do hemisfério norte em depósitos vulcânicos”, disse Broquet. “A pouca atividade que ocorreu na história recente é normalmente atribuída a processos passivos em um planeta em resfriamento”.
Os pesquisadores foram atraídos por uma quantidade surpreendente de atividade em uma região indefinida de Marte chamada Elysium Planitia, uma planície nas planícies do norte de Marte perto do equador. Ao contrário de outras regiões vulcânicas em Marte, que não tiveram grandes atividades por bilhões de anos, Elysium Planitia experimentou grandes erupções nos últimos 200 milhões de anos.
“Trabalhos anteriores de nosso grupo encontraram evidências em Elysium Planitia para a erupção vulcânica mais jovem conhecida em Marte”, disse Andrews-Hanna. “Ele criou uma pequena explosão de cinzas vulcânicas há cerca de 53.000 anos, que em tempo geológico é essencialmente ontem.”
O vulcanismo em Elysium Planitia origina-se do Cerberus Fossae, um conjunto de fissuras jovens que se estendem por mais de 800 milhas em toda a superfície marciana. Recentemente, a equipe InSight da NASA descobriu que quase todos os terremotos marcianos, ou marsquakes, emanam dessa região. Embora esta jovem atividade vulcânica e tectônica tenha sido documentada, a causa subjacente permaneceu desconhecida.
Na Terra, o vulcanismo e os terremotos tendem a estar associados às plumas do manto ou às placas tectônicas, o ciclo global de continentes à deriva que continuamente recicla a crosta.
“Sabemos que Marte não possui placas tectônicas, então investigamos se a atividade que vemos na região de Cerberus Fossae poderia ser o resultado de uma pluma de manto”, disse Broquet.
Plumas do manto, que podem ser vistas como análogas a bolhas quentes de cera subindo em lâmpadas de lava. revelam sua presença na Terra por meio de uma sequência clássica de eventos. O material quente da pluma empurra a superfície, elevando e esticando a crosta. A rocha derretida da pluma então irrompe como basaltos de inundação que criam vastas planícies vulcânicas.
Quando a equipe estudou as características do Elysium Planitia, eles encontraram evidências da mesma sequência de eventos em Marte. A superfície foi elevada em mais de um quilômetro, tornando-se uma das regiões mais altas das vastas planícies do norte de Marte. Análises de variações sutis no campo de gravidade indicaram que essa elevação é suportada pelas profundezas do planeta, consistente com a presença de uma pluma de manto.
Outras medições mostraram que o chão das crateras de impacto é inclinado na direção da pluma, apoiando ainda mais a ideia de que algo empurrou a superfície para cima depois que as crateras se formaram. Finalmente, quando os pesquisadores aplicaram um modelo tectônico à área, descobriram que a presença de uma pluma gigante, de 2.500 milhas de largura, era a única maneira de explicar a extensão responsável pela formação do Cerberus Fossae.
“Em termos do que você espera ver com uma pluma de manto ativa, Elysium Planitia está verificando todas as caixas certas”, disse Broquet, acrescentando que a descoberta representa um desafio para os modelos usados por cientistas planetários para estudar a evolução térmica dos planetas. “Esta pluma do manto afetou uma área de Marte aproximadamente equivalente à área continental dos Estados Unidos. Estudos futuros terão que encontrar uma maneira de explicar uma pluma de manto muito grande que não se esperava que estivesse lá.
“Costumávamos pensar que o InSight pousou em uma das regiões geologicamente mais chatas de Marte – uma bela superfície plana que deveria ser aproximadamente representativa das terras baixas do planeta”, acrescentou Broquet. “Em vez disso, nosso estudo demonstra que o InSight pousou bem no topo de uma cabeça de pluma ativa.”
A presença de uma pluma ativa afetará as interpretações dos dados sísmicos registrados pelo InSight, que agora devem levar em consideração o fato de que esta região está longe do normal para Marte.
“Ter uma pluma de manto ativa em Marte hoje é uma mudança de paradigma para nossa compreensão da evolução geológica do planeta”, disse Broquet, “semelhante a quando análises de medições sísmicas registradas durante a era Apollo demonstraram que o núcleo da lua era derretido”.
Suas descobertas também podem ter implicações para a vida em Marte, dizem os autores. A região estudada experimentou inundações de água líquida em seu passado geológico recente, embora a causa permaneça um mistério. O mesmo calor da pluma que está alimentando a atividade vulcânica e sísmica em andamento também pode derreter o gelo para causar as inundações – e conduzir reações químicas que podem sustentar a vida no subsolo.
“Os micróbios na Terra florescem em ambientes como este, e isso também pode ser verdade em Marte”, disse Andrews-Hanna, acrescentando que a descoberta vai além de explicar a enigmática atividade sísmica e o ressurgimento da atividade vulcânica. “Saber que existe uma pluma de manto gigante ativa sob a superfície marciana levanta questões importantes sobre como o planeta evoluiu ao longo do tempo. “Estamos convencidos de que o futuro nos reserva mais surpresas.”
Publicado em 06/12/2022 20h38
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