16/09/2021 - 13:46
Alguns vulcões podem produzir erupções tão poderosas que liberam oceanos de poeira e gases tóxicos no ar, bloqueando a luz solar e mudando o clima do planeta por décadas. Ao estudarem a topografia e a composição mineral de uma parte da região de Arabia Terra, no norte de Marte, os cientistas encontraram recentemente evidências de milhares dessas erupções, ou “supererupções”, que são as explosões vulcânicas mais violentas conhecidas.
Jogando vapor d’água, dióxido de carbono e dióxido de enxofre no ar, essas explosões rasgaram a superfície marciana por um período de 500 milhões de anos, cerca de 4 bilhões de anos atrás. Cientistas relataram essa estimativa em um artigo publicado na revista Geophysical Research Letters em julho de 2021.
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“Cada uma dessas erupções teria um impacto climático significativo – talvez o gás liberado tenha tornado a atmosfera mais espessa ou bloqueado o Sol e tornado a atmosfera mais fria”, disse Patrick Whelley, geólogo do Centro de Voos Espaciais Goddard da Nasa em Greenbelt, Maryland (EUA), que liderou a análise da Arabia Terra. “Modeladores do clima marciano terão algum trabalho a fazer para tentar entender o impacto dos vulcões.”
Sinais de colapso
Depois de lançar o equivalente a 400 milhões de piscinas olímpicas de rocha derretida e gás através da superfície e espalhar uma espessa manta de cinzas a milhares de quilômetros do local da erupção, um vulcão dessa magnitude colapsa em um buraco gigante chamado caldeira. As caldeiras, que também existem na Terra, podem ter dezenas de quilômetros de largura.
Antes pensava-se que esses acidentes eram depressões deixadas por impactos de asteroides na superfície de Marte bilhões de anos atrás. Em 2013, os cientistas propuseram em um estudo, pela primeira vez, que essas bacias eram caldeiras vulcânicas. Eles notaram que tais bacias não eram perfeitamente redondas como crateras e tinham alguns sinais de colapso, como pisos muito profundos e bancos de rocha perto das paredes.
“Lemos aquela revista e estávamos interessados em fazer um acompanhamento. Mas, em vez de procurar vulcões, nós procuramos as cinzas, porque você não pode esconder essa evidência”, disse Whelley.
A equipe teve a ideia de procurar evidências de cinzas depois de conhecer Alexandra Matiella Novak, vulcanologista do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins em Laurel, Maryland. Matiella Novak já vinha usando dados da sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), da Nasa, para encontrar cinzas em outros lugares de Marte. Então, ela fez parceria com Whelley e sua equipe para pesquisar especificamente na Arabia Terra.
Minerais identificados
A análise da equipe seguiu o trabalho de outros cientistas que sugeriram anteriormente que os minerais na superfície da Arabia Terra eram de origem vulcânica. Outro grupo de pesquisa, ao saber que as bacias de Arabia Terra poderiam ser caldeiras, calculou onde as cinzas de possíveis supererupções naquela região teriam se acomodado: viajando a favor do vento, a leste, elas se afastariam do centro dos vulcões ou, neste caso, do que sobrou deles – as caldeiras.
“Então, pegamos naquele ponto e dissemos: ‘Bem, esses são minerais associados a cinzas vulcânicas alteradas, que já foram documentadas, então agora vamos ver como os minerais são distribuídos para ver se seguirem o padrão que esperaríamos de supererupções’”, disse Matiella Novak.
A equipe usou imagens do Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer para Marte da MRO para identificar os minerais na superfície. Olhando nas paredes de cânions e crateras a centenas a milhares de quilômetros das caldeiras, onde as cinzas teriam sido carregadas pelo vento, eles identificaram minerais vulcânicos transformados em argila pela água, incluindo montmorilonita, imogolita e alofane. Em seguida, usando imagens de câmeras da MRO, a equipe fez mapas topográficos tridimensionais de Arabia Terra.
Colocando os dados minerais sobre os mapas topográficos dos cânions e crateras analisados, os pesquisadores puderam ver nos depósitos ricos em minerais que as camadas de cinzas estavam muito bem preservadas: em vez de serem misturadas por ventos e água, as cinzas foram colocadas em camadas da mesma forma que teria sido quando estava fresco.
Número de erupções necessárias
“Foi quando percebi que não era um golpe de sorte, mas um sinal real”, disse Jacob Richardson, geólogo da Nasa que trabalhou com Whelley e Novak. “Na verdade, estamos vendo o que foi previsto e esse foi o momento mais emocionante para mim.”
Os mesmos cientistas que identificaram originariamente as caldeiras em 2013 também calcularam quanto material teria explodido dos vulcões, com base no volume de cada caldeira. Essa informação permitiu que Whelley e seus colegas calculassem o número de erupções necessárias para produzir a espessura das cinzas que encontraram. Acontece que houve milhares de erupções, disse Whelley.
Novos ensinamentos
Uma questão remanescente é como um planeta pode ter apenas um tipo de vulcão espalhado por uma região. Na Terra, vulcões capazes de supererupções – o mais recente explodiu há 76 mil anos em Sumatra, Indonésia – estão dispersos ao redor do globo e existem nas mesmas áreas que outros tipos de vulcão. Marte também tem muitos outros tipos de vulcões, incluindo o maior do Sistema Solar, chamado Olympus Mons. O Olympus Mons é 100 vezes maior em volume do que o maior vulcão da Terra, Mauna Loa, no Havaí, e é conhecido como um “vulcão escudo”, que drena lava para baixo de uma montanha em declive suave. Arabia Terra até agora tem a única evidência de vulcões explosivos em Marte.
É possível que vulcões supereruptivos tenham se concentrado em regiões da Terra, mas tenham sofrido erosão física e química ou tenham se movido ao redor do globo conforme os continentes mudaram devido à tectônica de placas. Esses tipos de vulcões explosivos também podem existir em regiões de Io, uma das quatro maiores luas de Júpiter, ou podem ter se agrupado em Vênus. Seja qual for o caso, Richardson espera que Arabia Terra ensine aos cientistas algo novo sobre os processos geológicos que ajudam a moldar planetas e luas.
“As pessoas vão ler nosso jornal e dizer: ‘Como? Como Marte pôde fazer isso? Como pode um planeta tão minúsculo derreter rocha suficiente para alimentar milhares de supererupções em um único local?’”, disse ele. “Espero que essas questões rendam muitas outras pesquisas.”
