Tecnologia Científica

Trio global de orbitadores mostra que pequenas tempestades de poeira ajudam a secar Marte
Nas regiões mais altas de Marte, onde a atmosfera é esparsa, as moléculas de água ficam vulneráveis ​​à radiação ultravioleta, que as divide em seus componentes mais leves de hidrogênio e oxigênio.
Por Lonnie Shekhtman, NASA - 18/08/2021


Esta ilustração mostra a espaçonave MAVEN da NASA e o limbo de Marte. Crédito: NASA / Goddard

Ao combinar as observações de três espaçonaves internacionais em Marte, os cientistas foram capazes de mostrar que as tempestades de poeira regionais desempenham um grande papel na secagem do Planeta Vermelho.

Tempestades de poeira aquecem altitudes mais altas da atmosfera fria de Marte , evitando que o vapor de água congele como de costume e permitindo que chegue mais longe. Nas regiões mais altas de Marte, onde a atmosfera é esparsa, as moléculas de água ficam vulneráveis ​​à radiação ultravioleta, que as divide em seus componentes mais leves de hidrogênio e oxigênio. O hidrogênio, que é o elemento mais leve, é facilmente perdido no espaço, com o oxigênio escapando ou voltando à superfície.

"Tudo que você precisa fazer para perder água permanentemente é perder um átomo de hidrogênio, porque então o hidrogênio e o oxigênio não podem se recombinar na água", disse Michael S. Chaffin, pesquisador do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade de Colorado em Boulder. "Então, quando você perde um átomo de hidrogênio, definitivamente perde uma molécula de água."

Os cientistas há muito suspeitavam que Marte, antes quente e úmido como a Terra, perdeu grande parte de sua água por meio desse processo, mas não perceberam o impacto significativo das tempestades de poeira regionais , que acontecem quase todo verão no hemisfério sul do planeta. Acredita-se que as tempestades de poeira que envolvem o globo, que ocorrem normalmente a cada três ou quatro anos marcianos, sejam as principais culpadas, junto com os meses quentes de verão no hemisfério sul, quando Marte está mais perto do Sol.

Mas a atmosfera marciana também esquenta durante tempestades de poeira regionais menores, de acordo com um novo artigo publicado em 16 de agosto na revista Nature Astronomy . Os pesquisadores, uma equipe internacional liderada por Chaffin, descobriram que Marte perde o dobro da quantidade de água durante uma tempestade regional do que durante uma temporada de verão no sul sem tempestades regionais.

A nuvem branco-amarelada na parte inferior central desta imagem é uma "torre de
poeira" de Marte - uma nuvem concentrada de poeira que pode ser elevada a dezenas
de quilômetros acima da superfície. As plumas branco-azuladas são nuvens de vapor
d'água. Olympus Mons, o vulcão mais alto do sistema solar, pode ser visto no canto
superior esquerdo, enquanto os Valles Marineris podem ser vistos no canto inferior
direito. Tirada em 30 de novembro de 2010, a imagem foi produzida pelo Mars
Reconnaissance Orbiter da NASA. Crédito: NASA / JPL-Caltech / MSSS

"Este artigo nos ajuda virtualmente a voltar no tempo e dizer:" OK, agora temos outra maneira de perder água que nos ajudará a relacionar esta pouca água que temos em Marte hoje com a enorme quantidade de água que tínhamos no passado ". disse Geronimo Villanueva, um especialista em água marciana no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e coautor no artigo de Chaffin.
 
Visto que a água é um dos principais ingredientes da vida como a conhecemos, os cientistas estão tentando entender por quanto tempo ela fluiu em Marte e como foi perdida.

Há bilhões de anos, Marte tinha muito mais água do que hoje. O que resta está congelado nos polos ou preso na crosta. Derretida, essa água residual pode encher um oceano global com até 30 metros de profundidade, prevêem alguns cientistas.

Embora cientistas como Chaffin tivessem muitas ideias sobre o que estava acontecendo com a água em Marte, eles não tinham as medidas necessárias para amarrar todo o quadro. Então, uma rara convergência de órbitas de espaçonaves durante uma tempestade de poeira regional em janeiro a fevereiro de 2019 permitiu aos cientistas coletar observações sem precedentes.

O Mars Reconnaissance Orbiter da NASA mediu a temperatura, as concentrações de poeira e água-gelo da superfície até cerca de 62 milhas, ou 100 quilômetros, acima dela. Olhando dentro da mesma faixa de altitude, o Trace Gas Orbiter da ESA (Agência Espacial Européia) mediu a concentração de vapor d'água e gelo. E a atmosfera de Marte e a evolução volátil da NASA, ou MAVEN, espaçonave coroou as medições relatando a quantidade de hidrogênio, que teria se separado das moléculas de H 2 O, nas regiões mais altas de Marte, acima de 620 milhas, ou 1.000 quilômetros, acima a superfície.

Foi a primeira vez que tantas missões se concentraram em um único evento, Chaffin disse: "Nós realmente pegamos todo o sistema em ação."

Os dados coletados de quatro instrumentos nas três espaçonaves pintam um quadro claro do papel de uma tempestade de poeira regional na fuga de água marciana, relatam os cientistas. "Todos os instrumentos deveriam contar a mesma história, e contam", disse Villanueva, membro da equipe científica do Trace Gas Orbiter.

Os espectrômetros do orbitador europeu detectaram vapor de água na baixa atmosfera antes do início da tempestade de poeira. Normalmente, a temperatura da atmosfera marciana fica mais fria com a altura durante grande parte do ano marciano, o que significa que o vapor de água subindo na atmosfera congela em altitudes relativamente baixas. Mas, à medida que a tempestade de poeira decolou, aquecendo a atmosfera ainda mais, os instrumentos viram o vapor d'água atingir altitudes mais elevadas. Esses instrumentos encontraram 10 vezes mais água na atmosfera intermediária após o início da tempestade de poeira, o que coincide precisamente com os dados do radiômetro infravermelho do Mars Reconnaissance Orbiter.

O radiômetro mediu o aumento das temperaturas na atmosfera à medida que a poeira subia acima de Marte. Ele também viu nuvens de gelo de água desaparecerem, como esperado, uma vez que o gelo não poderia mais se formar na baixa atmosfera mais quente. Imagens do espectrógrafo ultravioleta do MAVEN confirmam isso; eles mostram que antes da tempestade de 2019, nuvens de gelo podiam ser vistas pairando sobre os vulcões crescentes na região de Tharsis em Marte. "Mas eles desapareceram completamente quando a tempestade de areia estava em pleno andamento", disse Chaffin, e reapareceram após o fim da tempestade de areia.

Em altitudes mais elevadas, espera-se que o vapor d'água se decomponha em hidrogênio e oxigênio pela radiação ultravioleta do Sol. De fato, as observações do MAVEN mostraram isso, pois ele capturou a atmosfera superior com hidrogênio que aumentou 50% durante a tempestade. Essa medição correspondeu perfeitamente a um inchaço da água 60 milhas abaixo, que os cientistas dizem ser a fonte do hidrogênio.

 

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