Antiga atmosfera marciana sugere um passado demasiado frio e seco em Marte

Dunas no interior da cratera Gale, numa imagem obtida pelo robot Curiosity, a 28 de Janeiro de 2014.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS.

A atmosfera marciana poderá nunca ter sido suficientemente densa para manter temperaturas na superfície de Marte acima do ponto de congelação por muito tempo. Esta foi a conclusão a que chegou uma equipa de investigadores depois de analisarem os padrões de distribuição das dimensões de pequenas crateras formadas em antigos leitos fluviais, há cerca de 3,6 mil milhões de anos. Os resultados deste trabalho foram publicados esta semana na revista Nature Geoscience.

São inúmeras as evidências de que em tempos remotos a água fluiu na superfície de Marte. Marcas da sua presença incluem vastos depósitos sedimentares no interior de crateras, bem como vales e desfiladeiros aparentemente rasgados por volumosas inundações. Estas observações levaram os cientistas a sugerir que o planeta vermelho, agora frio e seco, foi outrora um lugar quente e húmido. No entanto, para que a água permanecesse líquida na superfície, Marte teria de possuir uma atmosfera muito mais densa que a actual.

O novo estudo aborda esta problemática. Usando imagens e dados topográficos obtidos pela sonda Mars Reconnaissance Orbiter, a equipa liderada por Edwin Kite, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, identificou mais de 300 antigas crateras em leitos fluviais localizados na região de Aeolis Dorsa, nas proximidades da cratera Gale, e comparou a distribuição das suas dimensões com modelos computacionais gerados a partir de simulações da queda de objectos na superfície de Marte através de atmosferas com diferentes densidades.

Pequenas crateras exumadas nos leitos fluviais de Aeolis Dorsa. Imagem obtida pela sonda Mars Reconnaissance Orbiter, a 13 de Fevereiro de 2014.
Crédito: NASA/JPL/University of Arizona.

O método usado baseia-se numa ideia proposta pela primeira vez por Carl Sagan, há mais de 20 anos. O princípio é este: a pressão atmosférica de um planeta encontra-se registada na dimensão das crateras mais pequenas. Se Marte teve uma atmosfera mais densa no passado, então as pequenas rochas espaciais não conseguiriam sobreviver intactas à fricção atmosférica, pelo que não formariam crateras na superfície.

Os resultados obtidos sugerem que as crateras estudadas foram formadas quando Marte tinha uma pressão atmosférica na superfície equivalente a 0,9 ± 0.1 bar – um valor 150 vezes superior ao actual, e curiosamente próximo dos valores medidos na Terra ao nível do mar. No entanto, Marte encontra-se muito mais distante do Sol que a Terra, e nessa altura a nossa estrela era muito menos brilhante que agora, pelo que o planeta vermelho necessitaria de albergar uma atmosfera com uma pressão de pelo menos 5 bar para manter temperaturas acima do ponto de congelação da água.

“Este é um excelente artigo”, afirmou à Nature James Head, cientista planetário da Universidade de Brown, em Providence, nos Estados Unidos. “Suporta estudos anteriores que sugeriam que Marte era outrora gelado.”

Aparentemente, estes resultados contrariam as evidências de água líquida espalhadas pela superfície do planeta. Uma explicação plausível é que Marte teve no passado períodos intermitentes de clima quente. Variações regulares na inclinação do seu eixo de rotação poderiam ter aquecido o planeta temporariamente, permitindo que a água fluísse na superfície por períodos limitados. Outra hipótese é a de que a atmosfera poderia ter sido enriquecida transitoriamente com gases de efeito estufa libertados pela actividade vulcânica ou pelo impacto de asteróides de grandes dimensões na superfície. Qualquer destes cenários garantiriam um clima suficientemente quente para manter massas de água líquida a fluir na superfície por algumas décadas ou séculos.

Podem encontrar mais pormenores acerca deste trabalho aqui.