21/09/2022 - 11:48
Uma nova pesquisa publicada na revista Earth and Planetary Science Letters sugere que Marte nasceu úmido, com uma atmosfera densa que permitiu a existência de oceanos quentes por milhões de anos. Para chegar a essa conclusão, os pesquisadores desenvolveram o primeiro modelo da evolução da atmosfera marciana que liga as altas temperaturas associadas à formação de Marte em estado fundido até a formação dos primeiros oceanos e da atmosfera.
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Este modelo mostra que – como na Terra moderna – o vapor d’água na atmosfera marciana estava concentrado na atmosfera inferior e que a atmosfera superior de Marte era “seca” porque o vapor d’água se condensaria como nuvens em níveis mais baixos da atmosfera. O hidrogênio molecular (H2), ao contrário, não se condensou e foi transportado para a atmosfera superior de Marte, onde foi perdido no espaço. Essa conclusão – que o vapor d’água se condensou e foi retido no início de Marte, enquanto o hidrogênio molecular não se condensou e escapou – permite que o modelo seja vinculado diretamente a medições feitas por espaçonaves, especificamente, o rover Curiosity do Mars Science Laboratory.
“Acreditamos que modelamos um capítulo negligenciado na história mais antiga de Marte no tempo imediatamente após a formação do planeta. principalmente de hidrogênio molecular (H2)”, disse Kaveh Pahlevan, cientista de pesquisa do Instituto SETI e da Universidade Estadual do Arizona (EUA). “Para explicar os dados, a atmosfera primordial de Marte deve ter sido muito densa (aproximadamente mais de mil vezes tão densa quanto a atmosfera moderna) e composta principalmente de hidrogênio molecular (H2).”
Efeito estufa
Pahlevan prosseguiu: “Esta descoberta é significativa porque o H2 é conhecido por ser um forte gás de efeito estufa em ambientes densos. Essa atmosfera densa teria produzido um forte efeito estufa, permitindo que oceanos de água morna a quente ficassem estáveis na superfície marciana por milhões. de anos, até H2 ser gradualmente perdido no espaço. Por essa razão, inferimos que – em um momento antes de a própria Terra ter se formado – Marte nasceu úmido.”
Os dados que restringem o modelo são a razão deutério-hidrogênio (D/H – o deutério é o isótopo pesado do hidrogênio) de diferentes amostras marcianas, incluindo meteoritos marcianos e aqueles analisados pelo Curiosity. Os meteoritos de Marte são principalmente rochas ígneas – eles se formaram quando o interior do planeta derreteu e o magma subiu em direção à superfície. A água dissolvida nessas amostras ígneas do interior (derivadas do manto) tem uma relação deutério-hidrogênio semelhante à dos oceanos da Terra, indicando que os dois planetas começaram com relações D/H semelhantes e que sua água veio da mesma fonte no início do Sistema Solar.
Por outro lado, o Curiosity mediu a razão D/H de uma argila antiga de 3 bilhões de anos na superfície marciana e descobriu que esse valor é cerca de três vezes o dos oceanos da Terra. Aparentemente, na época em que essas argilas antigas se formaram, o reservatório de água da superfície de Marte – a hidrosfera – tinha substancialmente concentrado de deutério em relação ao hidrogênio. O único processo conhecido por produzir esse nível de concentração de deutério (ou “enriquecimento”) é a perda preferencial do isótopo H mais leve para o espaço.
Cenário compatível
O modelo mostra ainda que se a atmosfera marciana fosse rica em H2 no momento de sua formação (e mais de mil vezes tão densa quanto hoje), então as águas superficiais seriam naturalmente enriquecidas em deutério por um fator de 2-3 vezes em relação ao interior, reproduzindo as observações. O deutério prefere a partição na molécula de água em relação ao hidrogênio molecular (H2), que preferencialmente absorve o hidrogênio comum e escapa do topo da atmosfera.
“Este é o primeiro modelo publicado que reproduz naturalmente esses dados, dando-nos alguma confiança de que o cenário evolutivo atmosférico que descrevemos corresponde aos primeiros eventos em Marte”, disse Pahlevan.
Além da curiosidade sobre os primeiros ambientes dos planetas, as atmosferas ricas em H2 são importantes na busca do Instituto SETI por vida além da Terra. Experimentos que remontam a meados do século 20 mostram que moléculas prebióticas implicadas na origem da vida se formam facilmente em atmosferas ricas em H2, mas não tão prontamente em atmosferas pobres em H2 (ou mais “oxidantes”). A implicação é que Marte primitivo era uma versão quente do Titã (satélite de Saturno) moderno e pelo menos um local tão promissor para a origem da vida quanto a Terra primitiva era, se não mais promissor.
