Aproximadamente 4 bilhões de anos atrás, Marte parecia muito diferente do que é hoje. Para começar, sua atmosfera era mais densa e quente, e a água líquida corria por sua superfície. Isso incluía rios, lagos em pé e até mesmo um oceano profundo que cobria grande parte do hemisfério norte. As evidências desse passado quente e aquoso foram preservadas em todo o planeta na forma de leitos, vales e deltas de rios.
Há algum tempo, os cientistas tentam responder a uma pergunta simples: para onde foi toda essa água? Ele escapou para o espaço depois que Marte perdeu sua atmosfera ou recuou para algum lugar? De acordo com uma nova pesquisa da Caltech e do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL), entre 30% e 90% da água de Marte foi para o subsolo. Essas descobertas contradizem a teoria amplamente aceita de que Marte perdeu sua água para o espaço ao longo de eras.
A pesquisa foi liderada por Eva Scheller, candidata a Ph.D. no California Institute of Technology (Caltech). Ela foi acompanhada pelo Caltech Prof. Bethany Ehlmann, que também é diretora associada do Keck Institute for Space Studies; Caltech Prof. Yuk Yung, um cientista pesquisador sênior da NASA JPL; Danica Adams, estudante de graduação da Caltech; e o cientista pesquisador do JPL Renyu Hu.
Nas últimas duas décadas, a NASA e outras agências espaciais enviaram mais de uma dúzia de exploradores robóticos ao Planeta Vermelho para caracterizar sua geologia, clima, superfície, atmosfera e evolução. No processo, eles aprenderam que Marte já teve água suficiente em sua superfície para cobrir todo o planeta em um oceano entre 100 e 1.500 metros (330 a 4.920 pés) de profundidade – um volume igual à metade do Oceano Atlântico.
Há 3 bilhões de anos, a água da superfície de Marte havia desaparecido e a paisagem se tornou como é hoje (congelante e desidratada). Dada a quantidade de água que já fluía ali, os cientistas se perguntavam como ela poderia ter desaparecido tão completamente. Até recentemente, os cientistas teorizaram que o escape atmosférico era a chave, onde a água é quimicamente desassociada e depois perdida para o espaço.
Este processo é conhecido como fotodissociação, onde a exposição à radiação solar quebra as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio. Neste ponto, continua a teoria, a baixa gravidade de Marte permitiu que ele fosse retirado da atmosfera pelo vento solar. Embora esse mecanismo certamente tenha desempenhado um papel, os cientistas concluíram que ele não pode ser responsável pela maior parte da água perdida de Marte.
Para o bem de seu estudo, a equipe analisou dados de meteoritos marcianos, rover e missões orbitais para determinar como a proporção de deutério para hidrogênio (D / H) mudou ao longo do tempo. Eles também analisaram a composição da atmosfera e da crosta de Marte hoje, o que lhes permitiu colocar restrições sobre a quantidade de água existente em Marte ao longo do tempo.
Deutério (também conhecido como ?água pesada?) é um isótopo estável de hidrogênio que tem um próton e um nêutron em seu núcleo, enquanto o hidrogênio normal (prótio) é composto de um único próton orbitado por um elétron. Este isótopo mais pesado é responsável por uma pequena fração do hidrogênio no Universo conhecido (cerca de 0,02%) e tem mais dificuldade em se libertar da gravidade de um planeta e escapar para o espaço.
Por causa disso, a perda de água de um planeta para o espaço deixaria uma assinatura reveladora na atmosfera na forma de um nível de deutério maior do que o normal. No entanto, isso é inconsistente com a proporção observada de deutério para protium na atmosfera de Marte, daí porque Scheller e seus colegas propõem que grande parte da água foi absorvida por minerais na crosta do planeta. Como Ehlmann explicou em um recente comunicado à imprensa da Caltech:
?O escape atmosférico claramente teve um papel na perda de água, mas as descobertas da última década de missões a Marte apontaram para o fato de que havia um enorme reservatório de antigos minerais hidratados cuja formação certamente diminuiu a disponibilidade de água ao longo do tempo.?
Na Terra, a água corrente modifica as rochas para formar argilas e minerais hídricos, que contêm água como parte de sua estrutura mineral. Como a Terra é tectonicamente ativa, os minerais hidratados são continuamente alternados entre o manto e a atmosfera (por meio do vulcanismo). Argilas e minerais hidratados também foram encontrados em Marte, uma indicação de que a água já fluía para lá.
Mas, como Marte é tectonicamente inativo (em sua maior parte), sua superfície de água foi sequestrada no início e nunca mais reciclada. Assim, as características que indicam a presença passada de água foram preservadas pela secagem permanente da superfície. Enquanto isso, uma porção significativa dessa água foi preservada ao ser absorvida abaixo da superfície.
Este estudo não aborda apenas a questão de como a água de Marte desapareceu bilhões de anos atrás. Também pode ser uma boa notícia para futuras missões tripuladas a Marte, que dependerão de gelo e água coletados localmente. Anteriormente, os co-autores Ehlmann, Huh e Yung colaboraram em pesquisas que traçaram a história do carbono em Marte – uma vez que o dióxido de carbono é o princípio constituinte da atmosfera marciana.
No futuro, a equipe planeja continuar analisando dados de composição mineral e isotópica para determinar o que aconteceu com o nitrogênio e os minerais contendo enxofre em Marte. Além disso, Scheller planeja expandir sua pesquisa sobre o que aconteceu com a água de Marte conduzindo experimentos de laboratório que simulam processos de intemperismo marcianos e por meio de observações da crosta antiga na cratera de Jezero (onde Perseverance está explorando atualmente).
Scheller e Ehlmann também estão programados para auxiliar nas operações do rover Perseverance quando chegar a hora de coletar rochas e perfurar amostras. Eles serão devolvidos à Terra por uma missão posterior da NASA-ESA, onde os pesquisadores poderão examiná-los. Para Scheller, Ehlmann e seus colegas, isso permitirá que testem suas teorias sobre as mudanças climáticas em Marte e o que as impulsiona.
O estudo que descreve suas descobertas apareceu recentemente na revista Science, intitulado “Secagem de longo prazo de Marte causada pelo sequestro de volumes de água na escala do oceano na crosta”, e foi apresentado em 16 de março durante a Conferência de Ciência Lunar e Planetária ( LPSC). Devido às restrições do COVID, a conferência deste ano foi virtual e ocorreu de 15 a 19 de março.
A pesquisa foi possível com o apoio fornecido pelo prêmio NASA Habitable Worlds, um prêmio NASA Earth and Space Science Fellowship (NESSF) e um prêmio NASA Future Investigator em NASA Earth and Space Science and Technology (FINESST).
Publicado em 04/04/2021 11h46
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