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O conceito deste artista descreve o ambiente marciano inicial (à direita) - que se acredita conter água líquida e uma atmosfera mais espessa - versus o ambiente frio e seco visto hoje em Marte (à esquerda). Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA
Um rastreador chave usado para estimar a quantidade de atmosfera perdida por Marte pode mudar dependendo da hora do dia e da temperatura da superfície no Planeta Vermelho, de acordo com novas observações de cientistas financiados pela NASA. Medidas anteriores desse traçador - isótopos de oxigênio - discordaram significativamente. Uma medição precisa desse rastreador é importante para estimar quanta atmosfera Marte já teve antes de ser perdida, o que revela se Marte poderia ter sido habitável e como seriam as condições.
Marte é um deserto frio e inóspito hoje, mas características como leitos secos de rios e minerais que se formam apenas com água líquida indicam que há muito tempo havia uma atmosfera espessa que retinha calor suficiente para que a água líquida - um ingrediente necessário para a vida - flua na superfície . Parece que Marte perdeu muito de sua atmosfera ao longo de bilhões de anos, transformando seu clima de um que poderia ter sustentado a vida no ambiente seco e congelado de hoje, de acordo com resultados de missões da NASA como MAVEN e Curiosity e voltando ao Viking missões de 1976.
No entanto, muitos mistérios sobre a atmosfera antiga do Planeta Vermelho permanecem. "Sabemos que Marte tinha mais atmosfera. Sabíamos que havia água corrente. Não temos uma boa estimativa para as condições além disso - como a Terra era o ambiente de Marte? Por quanto tempo?" disse Timothy Livengood, da Universidade de Maryland, College Park e do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland. Livengood é o principal autor de um artigo sobre essa pesquisa publicado on-line em Icarus, em 1º de agosto.
Uma maneira de estimar a espessura da atmosfera original de Marte é observar os isótopos de oxigênio. Isótopos são versões de um elemento com massa diferente devido ao número de nêutrons no núcleo atômico. Isótopos mais leves escapam para o espaço mais rapidamente que isótopos mais pesados, de modo que a atmosfera que permanece no planeta se enriquece gradualmente no isótopo mais pesado. Nesse caso, Marte é enriquecido em comparação com a Terra no isótopo mais pesado de oxigênio, 18O, contra o 16O mais leve e muito mais comum. A quantidade relativa medida de cada isótopo pode ser usada para estimar quanto mais atmosfera havia em Marte antigo, em combinação com uma estimativa de quanto mais rápido o 16O mais leve escapa, e assumindo que a quantidade relativa de cada isótopo na Terra e Marte fosse uma vez semelhante.
O problema é que as medições da quantidade de 18O em comparação com 16O em Marte, a proporção 18O / 16O, não foram consistentes. Diferentes missões mediram diferentes proporções, o que resulta em diferentes entendimentos da antiga atmosfera marciana. O novo resultado fornece uma maneira possível de resolver essa discrepância, mostrando que a proporção pode mudar durante o dia marciano. "Medições anteriores em Marte ou na Terra obtiveram uma variedade de valores diferentes para a razão isotópica", disse Livengood. "Nossas são as primeiras medições a usar um único método, de maneira a mostrar a proporção que realmente varia em um único dia, em vez de comparações entre dispositivos independentes. Em nossas medições, essa faixa de razões isotópicas é consistente com as outras medições relatadas. "Nossas medidas sugerem que todo o trabalho anterior pode ter sido feito corretamente, mas discordou porque esse aspecto da atmosfera é mais complexo do que havíamos percebido", disse Livengood. "Dependendo de onde Marte a medição foi feita e a que hora do dia em Marte, é possível obter valores diferentes".
A equipe acredita que a mudança nas proporções durante o dia é uma ocorrência rotineira devido à temperatura do solo, na qual as moléculas isotopicamente mais pesadas grudam nos grãos superficiais frios à noite mais do que os isótopos mais leves, depois são liberadas (dessorção térmica) à medida que a superfície se aquece durante o dia.
Como a atmosfera marciana é principalmente dióxido de carbono (CO 2 ), o que a equipe realmente observou foram isótopos de oxigênio ligados a átomos de carbono na molécula de CO 2 . Eles fizeram suas observações da atmosfera marciana com o Telescópio Infravermelho da NASA em Mauna Kea, Havaí, usando o Instrumento Heterodino para Ventos e Composição Planetários desenvolvido na NASA Goddard. "Ao tentar entender a ampla dispersão nas relações estimadas de isótopos que recuperamos das observações, percebemos que elas estavam correlacionadas com a temperatura da superfície que também obtivemos", disse Livengood. "Essa foi a visão que nos colocou nesse caminho".
O novo trabalho ajudará os pesquisadores a refinar suas estimativas da antiga atmosfera marciana. Como agora as medições podem ser entendidas como consistentes com os resultados de tais processos nas atmosferas de outros planetas, significa que elas estão no caminho certo para entender como o clima marciano mudou. "Isso mostra que a perda atmosférica ocorreu por processos que mais ou menos entendemos", disse Livengood. "Detalhes críticos ainda precisam ser trabalhados, mas isso significa que não precisamos invocar processos exóticos que poderiam resultar na remoção de CO 2 sem alterar as taxas de isótopos ou alterar apenas algumas taxas em outros elementos".
Mais informações: Timothy A. Livengood et al. Evidências de enriquecimento diurno de oxigênio pesado na atmosfera de Marte, Icarus (2019). DOI: 10.1016 / j.icarus.2019.113387
Informações da revista: Icarus
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Hélio R.M. Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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