Escondido junto com cada amostra de rocha e solo coletada pelo rover Perseverance da agência está uma bênção potencial para cientistas atmosféricos.
Cientistas atmosféricos ficam um pouco mais animados com cada núcleo de rocha que o Perseverance Mars rover da NASA sela em seus tubos de amostra de titânio, que estão sendo coletados para eventual entrega à Terra como parte da campanha Mars Sample Return. Vinte e quatro foram coletados até agora.
A maioria dessas amostras consiste em núcleos de rocha ou regolito (rocha quebrada e poeira) que podem revelar informações importantes sobre a história do planeta e se a vida microbiana estava presente bilhões de anos atrás. Mas alguns cientistas estão igualmente entusiasmados com a perspectiva de estudar o “espaço livre”, ou ar no espaço extra ao redor do material rochoso, nos tubos.
Eles querem aprender mais sobre a atmosfera marciana, que é composta principalmente de dióxido de carbono, mas também pode incluir vestígios de outros gases que podem ter existido desde a formação do planeta.
“As amostras de ar de Marte nos diriam não apenas sobre o clima e a atmosfera atuais, mas como eles mudaram ao longo do tempo”, disse Brandi Carrier, cientista planetária do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. “Isso nos ajudará a entender como climas diferentes do nosso evoluem.”
O valor do espaço livre:
Entre as amostras que podem ser trazidas para a Terra está um tubo preenchido exclusivamente com gás depositado na superfície marciana como parte de um depósito de amostras. Mas muito mais gás na coleção do rover está dentro do espaço livre de amostras de rochas. Elas são únicas porque o gás estará interagindo com material rochoso dentro dos tubos por anos antes que as amostras possam ser abertas e analisadas em laboratórios na Terra. O que os cientistas coletarem delas dará uma visão sobre quanto vapor de água paira perto da superfície marciana, um fator que determina por que o gelo se forma onde se forma no planeta e como o ciclo da água de Marte evoluiu ao longo do tempo.
Os cientistas também querem uma melhor compreensão dos gases traço no ar em Marte. O mais cientificamente tentador seria a detecção de gases nobres (como néon, argônio e xenônio), que são tão não reativos que podem ter estado por aí, inalterados na atmosfera, desde sua formação há bilhões de anos. Se capturados, esses gases podem revelar se Marte começou com uma atmosfera. (O antigo Marte tinha uma atmosfera muito mais espessa do que hoje, mas os cientistas não têm certeza se ela sempre esteve lá ou se se desenvolveu mais tarde). Também há grandes questões sobre como a atmosfera antiga do planeta se compara à da Terra primitiva.
O headspace também proporcionaria uma oportunidade de avaliar o tamanho e a toxicidade das partículas de poeira – informações que ajudarão futuros astronautas em Marte.
“As amostras de gás têm muito a oferecer aos cientistas de Marte”, disse Justin Simon, geoquímico do Johnson Space Center da NASA em Houston, que faz parte de um grupo de mais de uma dúzia de especialistas internacionais que ajudam a decidir quais amostras o rover deve coletar. “Mesmo cientistas que não estudam Marte ficariam interessados “”porque isso lançaria luz sobre como os planetas se formam e evoluem.”
Amostras de ar da Apollo
Em 2021, um grupo de pesquisadores planetários, incluindo cientistas da NASA, estudou o ar trazido da Lua em um recipiente de aço pelos astronautas da Apollo 17 cerca de 50 anos antes.
“As pessoas pensam na Lua como sem ar, mas ela tem uma atmosfera muito tênue que interage com as rochas da superfície lunar ao longo do tempo”, disse Simon, que estuda uma variedade de amostras planetárias na Johnson. “Isso inclui gases nobres vazando do interior da Lua e se acumulando na superfície lunar.”
A maneira como a equipe de Simon extraiu o gás para estudo é semelhante ao que poderia ser feito com as amostras de ar do Perseverance. Primeiro, eles colocaram o recipiente previamente fechado em um invólucro hermético. Em seguida, eles perfuraram o aço com uma agulha para extrair o gás em uma armadilha fria – essencialmente um tubo em forma de U que se estende para um líquido, como nitrogênio, com um baixo ponto de congelamento. Ao alterar a temperatura do líquido, os cientistas capturaram alguns dos gases com pontos de congelamento mais baixos no fundo da armadilha fria.
“Talvez haja 25 laboratórios no mundo que manipulam gás dessa forma”, disse Simon. Além de ser usada para estudar a origem de materiais planetários, essa abordagem pode ser aplicada a gases de fontes termais e aqueles emitidos pelas paredes de vulcões ativos, ele acrescentou.
É claro que essas fontes fornecem muito mais gás do que o Perseverance tem em seus tubos de amostra. Mas se um único tubo não carrega gás suficiente para um experimento específico, os cientistas de Marte podem combinar gases de vários tubos para obter uma amostra agregada maior – mais uma maneira pela qual o headspace oferece uma oportunidade bônus para a ciência.
Publicado em 01/09/2024 21h27
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