31/03/2020 - 18:41
Um mistério científico que persiste é a origem da água em Marte. A resposta mais recente foi mostrada por Jessica Barnes, professora assistente de ciências planetárias no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona (EUA): um mosaico antigo, do tamanho de uma moeda, de vidro, minerais e rochas tão espessas quanto um fio de fibra de lã. Trata-se de uma fatia do meteorito marciano conhecido como Northwest Africa 7034 ou Beleza Negra, que foi formado quando um enorme impacto cimentou várias partes da crosta marciana.
Barnes e sua equipe analisaram quimicamente o meteorito Beleza Negra e o meteorito Allan Hills 84001 – controverso nos anos 1990 por supostamente conter micróbios marcianos – para reconstruir a história da água e as origens planetárias de Marte. Sua análise, publicada na revista “Nature Geoscience”, mostrou que Marte provavelmente recebeu água de pelo menos duas fontes muito diferentes no início de sua história. A variabilidade encontrada pelos pesquisadores implica que Marte, ao contrário da Terra e da Lua, nunca teve um oceano de magma abrangendo completamente o planeta.
“Essas duas fontes diferentes de água no interior de Marte podem estar nos dizendo algo sobre os tipos de objetos que estavam disponíveis para se fundirem nos planetas rochosos”, disse Barnes. Dois planetesimais distintos, com conteúdos de água muito diferentes, poderiam ter colidido e nunca ter sido totalmente misturados. “Esse contexto também é importante para entender a habitabilidade e a astrobiologia passadas de Marte.”
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Ler a água
“Muitas pessoas tentam descobrir a história da água de Marte”, disse Barnes. “Tipo, de onde veio a água? Quanto tempo demorou na crosta (superfície) de Marte? De onde veio a água interior de Marte? O que a água pode nos dizer sobre como Marte se formou e evoluiu?”
Barnes e sua equipe conseguiram reunir a história da água de Marte procurando pistas em dois tipos, ou isótopos, de hidrogênio. Um isótopo de hidrogênio contém um próton em seu núcleo; isso às vezes é chamado de “hidrogênio leve”. O outro isótopo é chamado deutério, que contém um próton e um nêutron no núcleo; isso às vezes é chamado de “hidrogênio pesado”. A proporção desses dois isótopos de hidrogênio sinaliza para um cientista planetário os processos e possíveis origens da água nas rochas, minerais e vidros em que são encontrados.
Mistério dos meteoritos
Há cerca de 20 anos, os pesquisadores registram as proporções isotópicas dos meteoritos marcianos e seus dados estão por todo o lado. Parecia haver pouca tendência, disse Barnes.
A água bloqueada nas rochas da Terra é chamada de não fracionada, o que significa que não se desvia muito do valor de referência padrão da água do oceano – uma proporção de 1: 6,420 de hidrogênio pesado para leve. A atmosfera de Marte, por outro lado, é fortemente fracionada – é principalmente povoada por deutério, ou hidrogênio pesado, provavelmente porque o vento solar retira o hidrogênio da luz. Medições de meteoritos marcianos – muitos dos quais foram escavados nas profundezas de Marte por eventos de impacto – variaram entre as medições da atmosfera da Terra e de Marte.
A equipe de Barnes começou a investigar a composição isotópica de hidrogênio da crosta marciana, estudando especificamente amostras que eles sabiam serem originárias da crosta: os meteoritos Beleza Negra e Allan Hills. O Beleza Negra foi especialmente útil porque é uma mistura de material de superfície de muitos pontos diferentes na história de Marte.
“Isso nos permitiu formar uma ideia da aparência da crosta de Marte ao longo de vários bilhões de anos”, disse Barnes.
Dicotomia estranha
As proporções isotópicas das amostras de meteoritos ficaram aproximadamente no meio do caminho entre o valor das rochas da Terra e a atmosfera de Marte. Quando as descobertas dos pesquisadores foram comparadas com estudos anteriores, incluindo resultados do rover Curiosity, parece que esse foi o caso da maior parte da história de mais de 4 bilhões de anos de Marte.
“Pensamos: ‘ok, isso é interessante, mas também meio estranho’”, disse Barnes. “Como explicar essa dicotomia em que a atmosfera marciana está sendo fracionada, mas a crosta basicamente permanece a mesma ao longo do tempo geológico?”
Barnes e seus colegas também tentaram explicar por que a crosta parecia tão diferente do manto marciano, a rocha que fica abaixo.
“Se você tentar explicar essa proporção isotópica bastante constante da crosta de Marte, não poderá realmente usar a atmosfera para fazer isso”, disse Barnes. “Mas sabemos como as crostas são formadas. Elas são formadas a partir de material fundido do interior que solidifica na superfície.”
“A hipótese prevalecente antes de iniciarmos este trabalho era de que o interior de Marte era mais parecido com a Terra e não fracionado, e, portanto, a variabilidade nas proporções isotópicas de hidrogênio nas amostras marcianas provinha da contaminação terrestre ou da implantação atmosférica quando elas se afastaram de Marte”, disse Barnes.
Rochas geoquimicamente diferentes
A ideia de que o interior de Marte era semelhante à Terra em composição veio de um estudo de um meteorito marciano que se acredita ter se originado do manto – a parte entre o núcleo do planeta e sua crosta superficial.
No entanto, Barnes disse: “Os meteoritos marcianos basicamente se espalham por todos os lugares, e, portanto, tentar descobrir o que essas amostras estão realmente nos dizendo sobre a água no manto de Marte tem sido historicamente um desafio. O fato de que nossos dados para a crosta eram tão diferentes nos levou a voltar à literatura científica e examinar os dados.”
Os pesquisadores descobriram que dois tipos geoquimicamente diferentes de rochas vulcânicas marcianas – shergottitas enriquecidas e shergottitas empobrecidas – contêm água com diferentes proporções de isótopos de hidrogênio. As shergottitas enriquecidas contêm mais deutério do que as shergottitas empobrecidas, que são mais parecidas com a Terra, eles descobriram.
“Acontece que se você misturar proporções diferentes de hidrogênio desses dois tipos de shergottitas, poderá obter o valor da crosta”, disse Barnes.
Ela e seus colegas pensam que as shergottitas estão registrando as assinaturas de dois reservatórios diferentes de hidrogênio – e, por extensão, de água – em Marte. A diferença gritante sugere que mais de uma fonte poderia ter contribuído com água para Marte e que o Planeta Vermelho não tinha um oceano de magma global.
