O rover Curiosity da NASA pousou em Marte em 6 de agosto de 2012 e, desde então, percorreu a Cratera Gale coletando amostras e enviando os resultados de volta para casa para os pesquisadores interpretarem. A análise de isãotopos de carbono em amostras de sedimentos retiradas de meia daºzia de locais expostos, incluindo um penhasco exposto, deixa os pesquisadores com três explicações plausa­veis para a origem do carbono ospoeira ca³smica, degradação ultravioleta do dia³xido de carbono ou degradação ultravioleta do metano biologicamente produzido.

Os pesquisadores observam hoje no Proceedings of the National Academy of Sciences que "Todos os três desses cenários são não convencionais, ao contra¡rio dos processos comuns na Terra".

O carbono tem dois isãotopos esta¡veis, 12 e 13. Observando as quantidades de cada um em uma substância, os pesquisadores podem determinar detalhes sobre o ciclo do carbono que ocorreu, mesmo que tenha acontecido hámuito tempo.

"As quantidades de carbono 12 e carbono 13 em nosso sistema solar são as quantidades que existiam na formação do sistema solar", disse Christopher H. House, professor de geociências da Penn State. "Ambos existem em tudo, mas como o carbono 12 reage mais rapidamente que o carbono 13, observar as quantidades relativas de cada um nas amostras pode revelar o ciclo do carbono".

O Curiosity, que éliderado pelo Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califa³rnia, passou os últimos nove anos explorando uma área da Cratera Gale que expa´s camadas de rochas antigas. O rover perfurou asuperfÍcie dessas camadas e recuperou amostras de camadas sedimentares enterradas. O Curiosity aqueceu as amostras na ausaªncia de oxigaªnio para separar quaisquer produtos qua­micos. A análise espectrogra¡fica de uma porção do carbono reduzido produzido por esta pira³lise mostrou uma ampla faixa de quantidades de carbono 12 e carbono 13 dependendo de onde ou quando a amostra original se formou. Algum carbono foi excepcionalmente esgotado em carbono 13, enquanto outras amostras de carbono foram enriquecidas.

"As amostras extremamente empobrecidas em carbono 13 são um pouco como amostras da Austra¡lia retiradas de sedimentos com 2,7 bilhaµes de anos", disse House. “Essas amostras foram causadas por atividade biológica quando o metano foi consumido por antigos tapetes microbianos, mas não podemos dizer necessariamente isso em Marte porque éum planeta que pode ter se formado de materiais e processos diferentes da Terra”.

Para explicar as amostras excepcionalmente esgotadas, os pesquisadores sugerem três possibilidades: uma nuvem de poeira ca³smica , radiação ultravioleta decompondo o dia³xido de carbono ou degradação ultravioleta do metano criado biologicamente.

De acordo com House, a cada duzentos milhões de anos o sistema solar passa por uma nuvem molecular gala¡ctica.

"Nãodeposita muita poeira", disse House. "a‰ difa­cil ver qualquer um desses eventos de deposição no registro da Terra."

Para criar uma camada que o Curiosity pudesse amostrar , a nuvem de poeira gala¡ctica teria primeiro reduzido a temperatura em um Marte que ainda continha águae criado geleiras. A poeira teria se depositado em cima do gelo e precisaria permanecer no lugar quando a geleira derretesse, deixando para trás uma camada de sujeira que inclua­a o carbono.

Atéagora, háevidaªncias limitadas de geleiras passadas na Cratera Gale em Marte. Segundo os pesquisadores, "essa explicação éplausa­vel, mas requer pesquisas adicionais".

Uma segunda explicação possí­vel para quantidades menores de carbono 13 éa conversão ultravioleta de dia³xido de carbono em compostos orga¢nicos como formaldea­do.

"Existem trabalhos que preveem que os raios UV podem causar esse tipo de fracionamento", disse House. “No entanto, precisamos de mais resultados experimentais mostrando esse fracionamento de tamanho para que possamos descartar ou descartar essa explicação”.

O terceiro manãtodo possí­vel de produção de amostras empobrecidas de carbono 13 tem uma base biológica.

Na Terra, uma assinatura fortemente empobrecida de carbono 13 de uma paleosuperfa­cie indicaria que micróbios do passado consumiram metano produzido microbianamente. Marte antigo pode ter tido grandes nuvens de metano sendo liberadas do subsolo, onde a produção de metano teria sido energeticamente favora¡vel. Então, o metano liberado seria consumido por micróbios dasuperfÍcie ou reagiria com a luz ultravioleta e seria depositado diretamente nasuperfÍcie.

No entanto, de acordo com os pesquisadores, atualmente não háevidaªncias sedimentares de micróbios desuperfÍcie na paisagem anterior de Marte e, portanto, a explicação biológica destacada no artigo depende da luz ultravioleta para colocar o sinal de carbono 13 no solo.

"Todas as três possibilidades apontam para um ciclo de carbono incomum, diferente de tudo na Terra hoje", disse House. "Mas precisamos de mais dados para descobrir qual destas éa explicação correta. Seria bom se o rover detectasse uma grande pluma de metano e medisse os isãotopos de carbono dela, mas embora existam plumas de metano , a maioria épequena e nenhum rover tem amostrado um grande o suficiente para os isãotopos serem medidos."

House também observa que encontrar restos de tapetes microbianos ou evidaªncias de depa³sitos glaciais também pode esclarecer um pouco as coisas.

"Estamos sendo cautelosos com nossa interpretação, que éo melhor caminho ao estudar outro mundo", disse House.

O Curiosity ainda estãocoletando e analisando amostras e retornara¡ ao frontão onde encontrou algumas das amostras deste estudo em cerca de um maªs.

"Esta pesquisa atingiu um objetivo de longa data para a exploração de Marte", disse House. "Para medir diferentes isãotopos de carbono - uma das ferramentas de geologia mais importantes - a partir de sedimentos em outro mundo habita¡vel, e o faz observando 9 anos de exploração."

Tambanãm trabalhando no projeto da Penn State estava Gregory M. Wong, recanãm-doutorado em geociências.