ZapingNews: O que aconteceu com toda a água de Marte? Será que ainda está lá?

Há biliões de anos, o Planeta Vermelho era muito azul, de acordo com evidências ainda encontradas na superfície. Havia muita água em Marte, formando rios, lagos e oceanos profundos. A questão, então, é para onde foi toda essa água?

A resposta é, continua lá. De acordo com uma nova pesquisa do Caltech e JPL, uma porção significativa da água de Marte, entre 30 e 99 por cento, está presa dentro de minerais na crosta do planeta. A pesquisa desafia a teoria atual de que a água do Planeta Vermelho escapou para o espaço.

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A equipa Caltech / JPL descobriu que há cerca de quatro biliões de anos, Marte possuía água suficiente para cobrir todo o planeta num oceano de cerca de 100 a 1.500 metros de profundidade, aproximadamente equivalente a metade do Oceano Atlântico da Terra. Mas, um bilião de anos depois, o planeta estava tão seco como está hoje. Anteriormente, os cientistas que procuravam explicar o que aconteceu com a água em Marte, sugeriram que ela escapou para o espaço, devido á fraca gravidade de Marte. Embora parte da água realmente tenha deixado Marte dessa maneira, agora parece que tal causa, não pode ser responsável pela maior parte da perda de água.

"O escape atmosférico não explica totalmente os dados que temos sobre a quantidade de água que realmente existiu em Marte", diz a candidata ao PhD do Caltech Eva Scheller (MS '20), autora principal de um artigo sobre a pesquisa publicado pela revista Ciência em 16 de março e apresentado no mesmo dia na Conferência de Ciência Lunar e Planetária (LPSC). Os co-autores de Scheller são Bethany Ehlmann, professora de ciências planetárias e diretora associada do Instituto Keck de Estudos Espaciais; Yuk Yung, professor de ciência planetária e cientista investigador do JPL; Danica Adams, estudante de graduação da Caltech; e Renyu Hu, cientista pesquisador do JPL. O Caltech gerencia o JPL para a NASA.

A equipa estudou a quantidade de água em Marte ao longo do tempo em todas as suas formas (vapor, líquido e gelo) e a composição química da atual atmosfera e crosta do planeta por meio da análise de meteoritos, bem como usando dados fornecidos por rovers e orbitadores de Marte, olhando em particular para a razão de deutério para hidrogênio (D / H).

A água é composta de hidrogênio e oxigênio: H2O. No entanto, nem todos os átomos de hidrogênio são criados iguais. Existem dois isótopos estáveis de hidrogênio. A grande maioria dos átomos de hidrogênio tem apenas um próton dentro do núcleo atômico, enquanto uma pequena fração (cerca de 0,02%) existe como deutério, ou o chamado hidrogênio "pesado", que tem um próton e um nêutron no núcleo.

O hidrogénio mais leve (também conhecido como prótio) tem mais facilidade para escapar da gravidade do planeta para o espaço do que seu equivalente mais pesado. Por causa disso, o escape da água de um planeta pela atmosfera superior deixaria uma assinatura reveladora na proporção de deutério para hidrogênio na atmosfera do planeta, e haveria uma porção descomunal de deutério deixada para trás.

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No entanto, a perda de água apenas através da atmosfera não pode explicar o sinal de deutério para hidrogénio observado na atmosfera marciana e grandes quantidades de água no passado. Em vez disso, o estudo propõe que uma combinação de dois mecanismos, o aprisionamento de água em minerais na crosta do planeta e a perda de água para a atmosfera, pode explicar o sinal de deutério para hidrogénio observado na atmosfera marciana.

Quando a água interage com a rocha, o intemperismo químico forma argilas e outros minerais hídricos que contêm água como parte de sua estrutura mineral. Este processo ocorre tanto na Terra como em Marte. Como a Terra é tem atividade tectónica, a crosta velha derrete continuamente no manto e forma uma nova crosta nos limites das placas, reciclando água e outras moléculas de volta para a atmosfera através do vulcanismo. Marte, no entanto, não tem atividade tectónica, portanto, a "secagem" da superfície, quando ocorre, é permanente.

"O escape atmosférico claramente teve um papel na perda de água, mas as descobertas da última década de missões a Marte apontaram para o fato de que havia um enorme reservatório de antigos minerais hidratados cuja formação certamente diminuiu a disponibilidade de água ao longo do tempo", disse Ehlmann.

"Toda essa água foi aprisionada e nunca mais reciclada", diz Scheller. A pesquisa, que se baseou em dados de meteoritos, telescópios, observações de satélite e amostras analisadas por rovers em Marte, ilustra a importância de haver várias maneiras de sondar o Planeta Vermelho, diz ela.

Ehlmann, Hu e Yung colaboraram anteriormente em pesquisas que procuram entender a habitabilidade de Marte traçando a história do carbono, uma vez que o dióxido de carbono é o principal constituinte da atmosfera. Em seguida, a equipa planeia continuar a usar dados isotópicos e de composição mineral para determinar o destino do nitrogénio e dos minerais contendo enxofre. Além disso, Scheller planeia continuar examinando os processos pelos quais a água da superfície de Marte foi perdida para a crosta usando experiencias de laboratório que simulam processos de intemperismo marcianos, bem como através de observações da crosta antiga pelo rover Perseverance. Scheller e Ehlmann também ajudarão nas operações de Marte 2020 para colher amostras de rochas e traze-las para a Terra, o que permitirá aos investigadores e seus colegas testar essas hipóteses sobre as causas das mudanças climáticas em Marte.