Nova pesquisa revela o passado frio e gelado de Marte

Um novo estudo encontrou pistas importantes escondidas no solo do Planeta Vermelho.

Uma pesquisa recente compara o solo da Terra e… Marte O estudo sugere que o clima histórico de Marte era frio e subártico, semelhante ao da Terra Nova. O estudo centrou-se em materiais amorfos no solo da cratera Gale, que podem ter sido preservados em condições quase congeladas, fornecendo novos conhecimentos sobre as condições ambientais de Marte e a possibilidade de vida nele.

Explorando o clima passado de Marte através do solo da Terra

A questão de saber se Marte já sustentou vida tem ocupado a imaginação dos cientistas e do público durante décadas. A essência desta descoberta é obter informações sobre o clima do planeta vizinho no passado: o planeta era quente e húmido, com mares e rios muito semelhantes aos do nosso planeta? Ou era muito frio e gelado e, portanto, talvez menos provável que sustentasse a vida como a conhecemos?

Um novo estudo encontrou evidências que apoiam esta visão, identificando semelhanças entre os solos encontrados em Marte e os encontrados na Terra Nova do Canadá, uma região com um clima subártico frio.

Borda e fundo da cratera Gale vistos do rover Curiosity da NASA. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech

Insights da análise do solo da Cratera Gale

O estudo foi publicado na revista Comunicações da Terra e do Meio Ambiente Em 7 de julho, Os cientistas procuraram solo na Terra contendo materiais semelhantes aos encontrados na cratera Gale, em Marte. Os cientistas costumam usar o solo para retratar a história ambiental, pois os minerais presentes podem contar a história da evolução de uma paisagem ao longo do tempo. Compreender mais sobre como estes materiais se formam pode ajudar a responder a questões de longa data sobre as condições históricas do Planeta Vermelho. O solo e as rochas da cratera Gale fornecem um registo do clima de Marte entre 3 e 4 mil milhões de anos atrás, durante um período de água relativamente abundante no planeta — o mesmo período em que a vida apareceu pela primeira vez na Terra.

“A cratera Gale é um antigo leito de lago – e claramente havia água lá”, diz Anthony Feldman, cientista do solo e morfologista terrestre que agora trabalha no DRI “Mas quais eram as condições ambientais quando a água estava lá? contrapartida.” “Diretamente para a superfície de Marte, porque as condições são muito diferentes entre Marte e a Terra, mas podemos observar as tendências nas condições terrestres e usá-las para tentar extrapolar questões sobre Marte.”

O local de estudo fica nas terras altas da Terra Nova. Crédito da foto: Anthony Feldman/DRI

Desafios na análise de materiais marcianos

O rover Curiosity da NASA examina a cratera Gale desde 2011 e encontrou uma abundância de material de solo conhecido como “material amorfo de raios X”. Esses componentes do solo não possuem a típica estrutura atômica repetitiva que define os minerais e, portanto, não podem ser facilmente caracterizados usando técnicas convencionais, como a difração de raios X. Quando os raios X são disparados contra materiais cristalinos como o diamante, por exemplo, os raios X se espalham em ângulos distintos com base na estrutura interna do metal. No entanto, a matéria amorfa de raios X não produz essas “impressões digitais” características. O Curiosity usou este método de difração de raios X para demonstrar que a matéria amorfa de raios X constitui entre 15 e 73% das amostras de solo e rocha testadas na cratera Gale.

“Você pode pensar nos materiais amorfos obtidos a partir dos raios X como gelatinas”, diz Feldman. “É uma mistura de diferentes elementos e produtos químicos que deslizam uns sobre os outros”.

O rover Curiosity também realizou análises químicas em amostras de solo e rochas e descobriu que o material amorfo é rico em ferro e sílica, mas carece de alumínio. Para além da informação química limitada, os cientistas ainda não compreendem o que é a matéria amorfa, ou o que a sua presença significa em relação ao ambiente histórico marciano. Descobrir mais informações sobre como estes materiais misteriosos se formam e persistem na Terra pode ajudar a responder a questões persistentes sobre o Planeta Vermelho.

Estudos de campo simulando condições marcianas

Feldman e seus colegas visitaram três locais em busca de materiais amorfos semelhantes aos raios X: os planaltos do Parque Nacional Gros Morne em Newfoundland, as montanhas Klamath no norte da Califórnia e o oeste de Nevada. Estes três locais tinham solos intemperizados que os investigadores previram serem quimicamente semelhantes ao material amorfo de raios X da cratera Gale: rico em ferro e silício, mas carente de alumínio. Os três locais também forneceram uma gama de precipitações, nevascas e temperaturas que podem ajudar a fornecer informações sobre o tipo de condições ambientais que produzem material amorfo e encorajar a sua preservação.

Em cada local, a equipe de pesquisa examinou o solo usando análise de difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão, o que lhes permitiu ver os materiais do solo em um nível mais detalhado. As condições subárticas em Newfoundland produziram materiais quimicamente semelhantes aos encontrados na cratera Gale, que também carecem de estrutura cristalina. Os solos produzidos em climas mais quentes, como Califórnia e Nevada, não o foram.

“Isso mostra que ali é necessária água para formar esses materiais”, diz Feldman. “Mas as condições têm que ser frias e a temperatura média anual está próxima do congelamento, para preservar o material amorfo no solo”.

Os materiais amorfos são frequentemente vistos como relativamente instáveis, o que significa que a nível atómico, os átomos ainda não estão organizados nas suas formas finais, mais cristalinas. “Há algo acontecendo na cinética – ou taxa de reação – que a retarda para que esses materiais possam ser preservados em escalas de tempo geológicas”, diz Feldman. “O que estamos propondo é que condições muito frias, próximas do congelamento, são. um fator limitante no movimento que permite a formação desses materiais.”

“Este estudo melhora a nossa compreensão do clima de Marte”, diz Feldman. “Os resultados sugerem que a abundância deste material na Cratera Gale é consistente com as condições subpolares, semelhantes ao que podemos ver na Islândia, por exemplo.”

Referência: “A matéria amorfa de raios X rica em ferro registra o clima passado e a persistência da água em Marte” por Anthony D. Feldman e Elizabeth M. Hausrath e Elizabeth B. Rampe, Valerie Tu e Tanya S. Beritiazko, Christopher DeFelice e Thomas Sharp, 7 de julho de 2024. Comunicações da Terra e do Meio Ambiente.
DOI: 10.1038/s43247-024-01495-4