Terremotos revelam pistas sobre um corpo de água escondido em Marte
Um novo estudo fornece informações importantes sobre o ciclo da água de Marte e a possibilidade de vida no planeta vermelho.
Neste artigo:
Introdução
Cientistas encontraram pistas sísmicas que sugerem que pode haver água líquida escondida sob a superfície de Marte.
Ao ouvir os ecos dos “martemotos” — ondas sísmicas que se propagam pela crosta marciana — os pesquisadores descobriram sinais de água remanescente na base da crosta superior do planeta, que fica entre 5,4 e 8 quilômetros abaixo da superfície.
“Em nosso sistema solar , Marte tem estado consistentemente na vanguarda da busca por vida extraterrestre”, disse Weijia Sun, professor do Instituto de Geologia e Geofísica da Academia Chinesa de Ciências e um dos autores do estudo, à Space. “A presença de água líquida é considerada um dos fatores mais críticos nessa empreitada.”
Acreditava-se que a água líquida fluía livremente por Marte durante os períodos Noachiano e Hesperian do planeta — uma era que se estendeu da formação do planeta até cerca de 3 bilhões de anos atrás. No entanto, quando Marte entrou no período Amazônico, seu clima mudou drasticamente. A água da superfície desapareceu, deixando para trás a paisagem fria e seca que vemos hoje.
“Embora a presença de água corrente em Marte seja agora indiscutível, o volume e os mecanismos de seu desaparecimento continuam sendo objetos de debate ativo”, disse Sun.
Uma teoria sugere que Marte perdeu água para o espaço à medida que o vento solar a retirava da atmosfera — um processo apoiado por proporções de isótopos no Planeta Vermelho, ou espécies distintas de elementos químicos, observadas hoje. Outra propõe que a água não desapareceu, mas sim afundou na crosta. Isso sugeriria a existência de bolsões de água em aquíferos subterrâneos profundos. Embora alguns modelos prevejam que a água líquida possa sobreviver na crosta média, sua extensão permanece incerta devido à falta de dados estruturais detalhados dessas profundidades.
A NASA e outras agências espaciais enviaram rovers e orbitadores equipados com radares de penetração no solo para explorar o subsolo de Marte — mas essas ferramentas só conseguem enxergar a poucos quilômetros de profundidade. Isso ocorre porque os sinais eletromagnéticos desaparecem rapidamente à medida que nos aprofundamos na crosta.
Utilizando estimativas razoáveis de fluxo de calor e condutividade térmica, a porosidade na crosta média foi eliminada. Com base em cálculos de gradientes térmicos, temperaturas em profundidades superiores a 5 quilômetros excederiam o ponto de congelamento, permitindo o armazenamento de água líquida na base da crosta superior.(Crédito da imagem: Arte de https://www.kqed.org/science/1930419/lunar-ice-and-martian-mud-whetting-our-appetite-for-extraterrestrial-water)
Mas Sun e sua equipe adotaram uma abordagem diferente. Em vez de radar, eles utilizaram dados de ondas sísmicas geradas por dois impactos massivos de meteoritos (S1000a e S1094b) e pelo maior terremoto de Marte já registrado (S1222a). “Embora estudos computacionais anteriores tenham sugerido a potencial presença de água líquida em Marte, essas previsões careciam do suporte observacional oferecido pela sismologia”, disse ele.
Ao analisar como essas ondas se propagavam pela crosta, eles conseguiram mapear sua estrutura fina — e procurar anomalias que pudessem indicar a presença de água líquida. “Usamos uma técnica chamada ‘funções receptoras’, que representa as assinaturas das ondas sísmicas à medida que refletem e reverberam entre as camadas da crosta, de forma análoga aos ecos que mapeiam uma caverna”, disse Hrvoje Tkalčić, professor da Universidade Nacional Australiana e coautor do estudo, ao Space.com. “Essas assinaturas permitem a identificação precisa da espessura das camadas e da profundidade dos limites onde as propriedades das rochas mudam.”
“Ao contrário das técnicas tradicionais de função de receptor, introduzimos o conceito de imagem de amplitude real, um método adaptado da área de exploração de petróleo, que melhora significativamente a resolução e permite a detecção de estruturas muito menores”, disse Sun. “A função de receptor de amplitude real atua como uma lupa, aumentando a clareza das características do subsolo.”
A análise da equipe revelou uma zona incomum no subsolo, a cerca de 5 a 8 quilômetros de profundidade, onde as ondas sísmicas desaceleraram. Inicialmente, acreditava-se que isso fosse resultado de uma camada sedimentar fraturada de rocha, onde a rigidez reduzida e a maior complacência tornam a rocha menos capaz de transmitir a energia das ondas. No entanto, com base em sua posição na crosta, era improvável que essa camada fosse composta de sedimentos.
“Em geral, as ondas sísmicas se propagam significativamente mais rápido através de rochas secas do que através de rochas saturadas de água”, disse Sun. Em vez disso, a equipe sugere que essa camada de “baixa velocidade” pode, na verdade, estar preenchida com água líquida, porque as rochas nessa área, chamadas basaltos alterados, têm alta porosidade, o que pode permitir que retenham água.
“Por meio de uma análise abrangente, inferimos que a camada de baixa velocidade pode ser atribuída à presença de água líquida, onde as temperaturas excedem o ponto de congelamento dentro da faixa de profundidade especificada”, disse Sun.
Com base em seus dados, eles estimaram a existência de entre 520 e 780 metros de Camada Equivalente Global (GEL) — uma métrica usada para quantificar o volume de água distribuído uniformemente por toda a superfície de um planeta ou lua. Esse número coincide aproximadamente com a GEL entre 776 e 1.006 metros (710 e 920 metros), que não pode ser contabilizada com o inventário hídrico atual de Marte.
“A presença de água subterrânea em Marte tem implicações significativas para futuras missões humanas e para o potencial de vida extraterrestre”, disse Tkalčić. “No entanto, perfurar ou extrair água do subsolo exigiria tecnologia avançada e recursos energéticos substanciais.”
Embora este estudo forneça insights essenciais sobre o ciclo da água marciana e a evolução de seu ambiente, os pesquisadores enfatizam que sua estimativa é baseada apenas em dados coletados de um perfil local abaixo do módulo de pouso InSight , localizado na região de Elysium Planitia, cerca de 4,5 graus ao norte do equador marciano.
Isso pode significar que as descobertas são específicas para esta área em particular e podem não representar completamente toda a superfície do planeta. “Essa limitação pode ser resolvida por futuras missões equipadas com sismômetros em Marte”, concluiu Tkalčić.
O estudo foi publicado em 25 de abril na revista National Science Review.
