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O que aconteceu com a águade Marte? Ainda estãopreso la¡
Pesquisa do Caltech aponta que uma pora§a£o significativa da águade Marte - entre 30 e 99 por cento - estãopresa dentro de minerais na crosta do planeta. A pesquisa desafia a teoria atual de que a águado Planeta Vermelho escapou para o Espaço.
Por Robert Perkins - 16/03/2021


Embora se suspeitasse que a maior parte da águade Marte foi perdida para o Espaço, uma porção significativa - entre 30 e 90 por cento - foi perdida devido a  hidratação da crosta, de acordo com um novo estudo. Parte da águafoi liberada do interior via vulcanismo, mas não o suficiente para reabastecer o suprimento antes significativo do planeta. A evidência do destino da águafoi encontrada na proporção de deutanãrio para hidrogaªnio na atmosfera e nas rochas do planeta. Crédito: Instituto de Tecnologia da Califa³rnia

Bilhaµes de anos atrás, o Planeta Vermelho era muito mais azul; de acordo com evidaªncias ainda encontradas nasuperfÍcie, águaabundante fluiu por Marte e formando piscinas, lagos e oceanos profundos. A questão, então, épara onde foi toda essa a¡gua?

A resposta: lugar nenhum. De acordo com uma nova pesquisa do Caltech e JPL, uma porção significativa da águade Marte - entre 30 e 99 por cento - estãopresa dentro de minerais na crosta do planeta. A pesquisa desafia a teoria atual de que a águado Planeta Vermelho escapou para o Espaço.

A equipe Caltech / JPL descobriu que cerca de quatro bilhaµes de anos atrás, Marte era o lar de águasuficiente para cobrir todo o planeta em um oceano de cerca de 100 a 1.500 metros de profundidade; um volume aproximadamente equivalente a metade do Oceano Atla¢ntico da Terra. Mas, um bilha£o de anos depois, o planeta estava tão seco quanto hoje. Anteriormente, os cientistas que procuravam explicar o que aconteceu com a águaque flui em Marte sugeriram que ela escapou para o Espaço, va­tima da baixa gravidade de Marte. Embora parte da águarealmente tenha deixado Marte dessa forma, agora parece que tal fuga não pode ser responsável pela maior parte da perda de água.

"O escape atmosfanãrico não explica totalmente os dados que temos sobre a quantidade de águaque realmente existiu em Marte", diz Caltech Ph.D. candidata Eva Scheller (MS '20), autora principal de um artigo sobre a pesquisa que foi publicado pela revista Science em 16 de mara§o e apresentado no mesmo dia na Lunar and Planetary Science Conference (LPSC). Os co-autores de Scheller são Bethany Ehlmann, professora de ciência planeta¡ria e diretora associada do Instituto Keck de Estudos Espaciais; Yuk Yung, professor de ciência planeta¡ria e cientista pesquisador saªnior do JPL; Danica Adams, estudante de graduação da Caltech; e Renyu Hu, cientista pesquisador do JPL. O Caltech gerencia o JPL para a NASA.

A equipe estudou a quantidade de águaem Marte ao longo do tempo em todas as suas formas (vapor, la­quido e gelo) e a composição química da atual atmosfera e crosta do planeta por meio da análise de meteoritos, bem como usando dados fornecidos por rovers e orbitadores de Marte , olhando em particular para a razãode deutanãrio para hidrogaªnio (D / H).

A águaécomposta de hidrogaªnio e oxigaªnio: H 2 O. No entanto, nem todos os a¡tomos de hidrogaªnio são criados iguais. Existem dois isãotopos esta¡veis ​​de hidrogaªnio. A grande maioria dos a¡tomos de hidrogaªnio tem apenas um pra³ton dentro do núcleo ata´mico, enquanto uma pequena fração (cerca de 0,02%) existe como deutanãrio, ou o chamado hidrogaªnio "pesado", que tem um pra³ton e um naªutron no núcleo.
 
O hidrogaªnio mais leve (também conhecido como pra³tio) tem mais facilidade para escapar da gravidade do planeta para o espaço do que sua contraparte mais pesada. Por causa disso, o escape da águade um planeta pela atmosfera superior deixaria uma assinatura reveladora na proporção de deutanãrio para hidrogaªnio na atmosfera do planeta: haveria uma porção descomunal de deutanãrio deixada para trás.

No entanto, a perda de águaapenas atravanãs da atmosfera não pode explicar o sinal de deutanãrio para hidrogaªnio observado na atmosfera marciana e grandes quantidades de águano passado. Em vez disso, o estudo propaµe que uma combinação de dois mecanismos - o aprisionamento de águaem minerais na crosta do planeta e a perda de águapara a atmosfera - pode explicar o sinal de deutanãrio para hidrogaªnio observado na atmosfera marciana.

Quando a águainterage com a rocha, o intemperismo qua­mico forma argilas e outros minerais ha­dricos que contem águacomo parte de sua estrutura mineral. Este processo ocorre tanto na Terra quanto em Marte. Como a Terra étectonicamente ativa, a crosta velha continuamente derrete no manto e forma uma nova crosta nos limites das placas, reciclando a águae outras moléculas de volta para a atmosfera atravanãs do vulcanismo. Marte, entretanto, éprincipalmente tectonicamente inativo e, portanto, a "secagem" dasuperfÍcie, uma vez que ocorre, épermanente.

"O escape atmosfanãrico claramente teve um papel na perda de a¡gua, mas as descobertas da última década de missaµes a Marte apontaram para o fato de que havia um enorme reservata³rio de antigos minerais hidratados cuja formação certamente diminuiu a disponibilidade de águaao longo do tempo", disse Ehlmann.

"Toda essa águafoi sequestrada bem no ini­cio e nunca mais foi reciclada", diz Scheller. A pesquisa, que se baseou em dados de meteoritos, telesca³pios, observações de satanãlite e amostras analisadas por rovers em Marte, ilustra a importa¢ncia de haver várias maneiras de sondar o Planeta Vermelho, diz ela.

Ehlmann, Hu e Yung colaboraram anteriormente em pesquisas que buscam entender a habitabilidade de Marte trazndo a história do carbono, uma vez que o dia³xido de carbono éo principal constituinte da atmosfera. Em seguida, a equipe planeja continuar a usar dados de composição mineral e isota³pica para determinar o destino do nitrogaªnio e dos minerais contendo enxofre. Além disso, Scheller planeja continuar examinando os processos pelos quais a águadasuperfÍcie de Marte foi perdida para a crosta usando experimentos de laboratório que simulam processos de intemperismo marcianos, bem como atravanãs de observações da crosta antiga pelo rover Perseverance. Scheller e Ehlmann também ajudara£o nas operações de Marte 2020 para coletar amostras de rochas para retornar a  Terra, o que permitira¡ aos pesquisadores e seus colegas testar essas hipa³teses sobre as causas dasmudanças climáticas em Marte.

O artigo, intitulado "Secagem de Marte por Longo Prazo, Causada pelo Sequestro de Volumes de agua na Crosta na Escala do Oceano", foi publicado na Science em 16 de mara§o de 2021.

 

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