Marte éum dos nossos vizinhos terrestres mais pra³ximos, mas ainda estãomuito distante - entre 55 e 400 milhões de quila´metros, dependendo de onde a Terra e Marte são relativos ao sol.
Ondas pulsadas se propagam atravanãs de amostras na velocidade do som.
Crédito: © 2020 Nishida et al.
Experimentos baseados na Terra com ligas de ferro-enxofre que se pensa compreenderem o núcleo de Marte revelam detalhes sobre as propriedades sasmicas do planeta pela primeira vez. Esta informação serácomparada com as observações feitas por sondas espaciais marcianas em um futuro pra³ximo. Se os resultados entre experimento e observação coincidem ou não, confirmara¡ as teorias existentes sobre a composição de Marte ou questionara¡ a história de sua origem.
Marte éum dos nossos vizinhos terrestres mais pra³ximos, mas ainda estãomuito distante - entre 55 e 400 milhões de quila´metros, dependendo de onde a Terra e Marte são relativos ao sol. No momento da redação deste texto, Marte fica a cerca de 200 milhões de quila´metros e, de qualquer forma, éextremamente difacil, caro e perigoso de se chegar. Por essas razaµes, a s vezes émais sensato investigar o planeta vermelho atravanãs de simulações aqui na Terra do que enviar uma sonda espacial cara ou, no futuro, pessoas.
Keisuke Nishida, professor assistente do Departamento de Ciências da Terra e Planeta¡rias da Universidade de Ta³quio na anãpoca do estudo, e sua equipe estudam o funcionamento interno e a composição de Marte atravanãs de dados sasmicos que revelam não apenas o estado atual do planeta, mas também sugere seu passado, incluindo suas origens.
"Tomando nossos resultados, os pesquisadores que laªem dados sasmicos marcianos agora podera£o dizer se o núcleo éprincipalmente liga de ferro-enxofre ou não", disse Nishida. "Se não for, isso nos dira¡ algo sobre as origens de Marte. Por exemplo, se o núcleo de Marte inclui silacio e oxigaªnio, isso sugere que, como a Terra, Marte sofreu um grande evento de impacto ao se formar. Então, o que éMarte écomposto e como foi formado? Acho que estamos prestes a descobrir. "
"A exploração dos interiores profundos da Terra, Marte e outros planetas éuma das grandes fronteiras da ciaªncia", disse Nishida. "a‰ fascinante em parte por causa das escalas assustadoras envolvidas, mas também por causa de como as investigamos com segurança a partir dasuperfÍcie da Terra."
Durante muito tempo, teorizou-se que o núcleo de Marte provavelmente consiste em uma liga de ferro-enxofre. Mas dado o quanto inacessavel o núcleo da Terra épara nós, as observações diretas do núcleo de Marte provavelmente tera£o que esperar algum tempo. a‰ por isso que os detalhes sasmicos são tão importantes, pois as ondas sasmicas, semelhantes a s ondas sonoras extremamente poderosas, podem viajar atravanãs de um planeta e oferecer um vislumbre interior, embora com algumas ressalvas.
Prensas multianvil do tipo Kawai instaladas nas instalações SPring-8 (esquerda)
e KEK-PF (direita). Crédito: © 2020 Nishida et al.
"A sonda Insight da NASA já estãoem Marte coletando leituras sasmicas", disse Nishida. "No entanto, mesmo com os dados sasmicos, havia uma importante informação que faltava sem a qual os dados não podiam ser interpretados. Precisa¡vamos conhecer as propriedades sasmicas da liga ferro-enxofre que se pensa formar o núcleo de Marte."
Nishida e sua equipe mediram a velocidade do que éconhecido como ondas P (um dos dois tipos de ondas sasmicas , o outro sendo ondas S) em ligas de ferro-enxofre fundidas .
"Devido a obsta¡culos técnicos, foram necessa¡rios mais de três anos para que pudanãssemos coletar os dados ultrassa´nicos de que precisa¡vamos, e estou muito satisfeito por termos os dados agora", disse Nishida. "A amostra éextremamente pequena, o que pode surpreender algumas pessoas, devido a enorme escala do planeta que estamos simulando efetivamente. Mas experimentos de alta pressão em microescala ajudam na exploração de estruturas em macroescala e longas histórias evolutivas de planetas em escala de tempo".
Uma liga de ferro-enxofre derretida logo acima do seu ponto de fusão de 1.500 graus Celsius e sujeita a 13 gigapascais de pressão tem uma velocidade de onda P de 4.680 metros por segundo; isso é13 vezes mais rápido que a velocidade do som no ar, que éde 343 metros por segundo. Os pesquisadores usaram um dispositivo chamado prensa multianvil do tipo Kawai para comprimir a amostra a essas pressaµes. Eles usaram feixes de raios-X de duas instalações sancrotron, KEK-PF e SPring-8, para criar imagens das amostras, a fim de calcular os valores da onda P.
"Tomando nossos resultados, os pesquisadores que laªem dados sasmicos marcianos agora podera£o dizer se o núcleo éprincipalmente liga de ferro-enxofre ou não", disse Nishida. "Se não for, isso nos dira¡ algo sobre as origens de Marte. Por exemplo, se o núcleo de Marte inclui silacio e oxigaªnio, isso sugere que, como a Terra, Marte sofreu um grande evento de impacto ao se formar. Então, o que éMarte écomposto e como foi formado? Acho que estamos prestes a descobrir. "
O estudo foi publicado na Nature Communications .