Glaciares em Marte: à procura do gelo Understand article

Traduzido por Pedro Augusto. Um dos principais interesses científicos de Marte é a água. Será que existe água em Marte?

No momento esperado, a sonda orbital, voando a cerca de 300 km de altitude e 3.5 km/s, focou a superfície árida, fria e avermelhada do planeta e abriu o diafragma da câmara precisa e complexa. Uma nova imagem da superfície marciana egigabytes de dados foram então registados no mesmo momento. Este processo foi repetido muitas vezes nas décadas recentes por diferentes sondas orbitais ou de superfície e porrovers^w1 que enviámos ao nosso planeta mais próximo. Toda a nova imagem e conjunto de dados aumentam a incrivelmente grande base de dados^w2,w3 com informação sobre Marte. Cientistas de todo o mundo utilizam estes recursos para estudar o ambiente químico, físico, climático e geológico do planeta, com o objetivo de compreender mais sobre Marte e como este – e mesmo a Terra – evoluiu.

Esta disponibilidade geral de imagens^w4 e de dados é um dos mais espantosos fenómenos na História da Ciência, uma vez que nunca antes tantos peritos partilharam tanta informação nem produziram tantos modelos e resultados.

Água e gelo em Marte

Um dos principais interesses científicos de Marte é a água. Será que existe água em Marte? Onde se encontra? É líquida ou gelada? No passado existiam oceanos, mares, lagos e rios em Marte? Como desapareceram? Está o seu desaparecimento relacionado com os climas do passado e atual do planeta? Mas também: existe, ou terá existido, vida em Marte? E será que os humanos poderão viver lá um dia?

Graças aos dados recolhidos pelas sondas orbitais, de superfície e rovers^w5, sabemos que Marte teve água líquida há milhões de anos – fluindo na sua superfície, enchendo os fundos de crateras de impacto, formando lagos, fluindo pelos flancos abaixo de alguns vulcões e das terras altas marcianas para as terras baixas, onde um imenso oceano pode ter existido (referido como Oceanus Borealis).

Quanto a água no estado sólido, a questão é outra. Calores polares geladas foram identificadas em Marte com telescópios e são facilmente identificadas em imagens de sondas orbitais^w6, tendo solos gelados sido confirmados em vários locais do planeta, principalmente devido a imagens reportadas pela missão Phoenix da NASA em elevadas latitudes. As baixas temperaturas do planeta ao longo do ano, medidas por diferentes sondas de superfície e rovers (tais como Viking I and II, Mars Pathfinder, Spirit, Opportunity e Curiosity, que chegou a Marte em agosto de 2012), confirmam que o gelo é estável a todas as latitudes. De facto, a temperatura média de Marte é de cerca de -80ºC durante o dia; no equador as vertentes expostas ao sol ao meio-dia podem atingir uma temperatura de 15ºC.

O estudo dos glaciares marcianos

Hoje em dia a investigação em gelo marciano^w7concentra-se em encontrar provas da sua existência, e da de caraterísticas glaciais, utilizando novas imagens de alta resolução (até 35 cm/pixel) adquiridas por missões ativas da NASA e da Agência Espacial Europeia (ESA). O nosso grupo de investigação estudou em detalhe o flanco noroeste do vulcão Hecates Tholus na região Elysium de Marte, a latitudes tropicais no hemisfério norte. Analisámos todas as imagens disponíveis das diferentes sondas orbitais que cobriram esta região (a diferentes resoluções espetrais, temporais e espaciais) e observámos detalhes que interpretámos como causados por erosão glacial ou sedimentação: moraines, crevassas, rochas moutonnées, circos glaciais, vales pendurados, eskers, drumlins ou arêtes, entre outros^w9.

As nossas interpretações foram baseadas na comparação entre as marsforms (os relevos observados em Marte) e formações terrestres nos Alpes, Islândia ou Antártida, onde conduzimos trabalhos de campo em busca de análogos terrestres. Também utilizámos o método científico das múltiplas hipóteses de trabalho para eliminar outros processos que produziriam características semelhantes, capazes de originar as marsforms observadas. Então, depois de meses de trabalho em frente ao computador^w8 e em diferentes saídas de campo e graças a imagens de satélite e a dados topográficos, espetrométricos e térmicos, conduzimos uma detalhada descrição e mapeámos e determinámos a idade dos detalhes observados no flanco do vulcão marciano. A nossa primeira conclusão, baseada na longa lista de pormenores relacionados com glaciares no vulcão Hecates Tholus, é que uma importante quantidade de gelo existiu aí durante muito tempo, formando glaciares que fluiram encosta abaixo, esculpindo os flancos do edifício.

O problema é que… não conseguimos encontrar gelo em lado nenhum! Contudo, conseguimos ver algumas características que sabemos não poderem durar muito depois do gelo derreter. Este é o caso das crevassas: as fraturas no glaciar desaparecem quando o gelo derrete ou sublima. Não vimos gelo nesta parte de Marte mas conseguimos reconhecer crevassas esculpidas na camada de gelo que cobre o gelo. Por esta razão, a nossa segunda conclusão é que o gelo responsável pelos extensos campos de marsforms glaciais tem de existir ainda debaixo da superfície – ou então derreteu há muito pouco tempo.

Através da contagem de crateras (ver caixa abaixo), também calculámos a idade dos diferentes depósitos glaciares que observámos nas imagens. Encontrámos uma grande gama de idades – de 1000 milhões de anos a 350 000 anos – o que quer dizer que o vulcão Hecates Tholus teve uma longa história na qual os glaciares esculpiram lentamente o seu flanco noroeste. De facto, nós propusemos a existência de períodos frios, quando as línguas de gelo cobriram uma parte importante do vulcão e arredores; e períodos mais quentes, quando os glaciares eram mais pequenos e cobriam apenas parte do flanco, tal como no tempo presente.

Passos futuros

Tencionamos repetir o nosso estudo observacional em outras regiões vulcânicas de Marte para ver se o mesmo padrão existe e para conseguirmos ter uma ideia melhor da distribuição global de glaciares e de gelo em Marte. Estes estudos aumentarão o nosso conhecimento sobre o clima, sua evolução e suas características, no nosso planeta vizinho. A presença de marcas glaciares em edifícios vulcânicos pode também indicar locais onde a vida, se existiu, pode ter encontrado água e calor para sobreviver, mesmo no ambiente frio e seco de Marte.

Estudos vindouros utilizarão um novo tipo de ferramenta: radar de penetração. Esta técnica permite a medida das propriedades de materiais abaixo da superfície e investigar as suas variações: se há gelo debaixo da superfície, deve ser fácil de distinguir nos dados de radar, tal como observámos nas calotes polares de Marte. Dados de radar da NASA e da ESA permitir-nos-ão corroborar as nossas interpretações de observações dos glaciares de Hecates Tholus e outras áreas no planeta vermelho, graças a um esforço moderno, colaborativo e interplanetário para o avanço da ciência.

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