Uma investigação levada a cabo por cientistas planetários da Universidade de Brown descobriu que o derretimento de camadas de gelo num frio planeta Marte do passado terá formado água suficiente para esculpir os antigos vales e leitos vistos atualmente no planeta.
Para os cientistas que tentam entender o aspeto passado de Marte, o Planeta Vermelho fornece alguns sinais confusos. Os vales esculpidos por água e os leitos deixam poucas dúvidas de que a água já fluiu à superfície. Mas os modelos climáticos para o passado de Marte sugerem que as temperaturas médias em todo o planeta ficavam bem abaixo do ponto de congelamento.
Um estudo recente liderado por geólogos da Universidade Brown apresenta uma ponte potencial entre a história “quente e húmida” contada pela geologia marciana e o passado “frio e gelado” sugerido pelos modelos atmosféricos.
O estudo mostra que é plausível, mesmo que Marte estivesse no geral congelado, que o pico das temperaturas diárias no verão pudesse subir acima de zero o suficiente para provocar o derretimento nos bordos dos glaciares. Essa água derretida, produzida em quantidades relativamente pequenas ano após ano, poderia ter sido suficiente para esculpir as características observadas no planeta hoje, concluem os investigadores.
O estudo foi publicado online na revista Icarus. Ashley Palumbo, estudante de doutoramento da Universidade Brown e líder do estudo, diz que a investigação foi inspirada pela dinâmica climática encontrada na Terra.
“Nós vemos isto nos Vales Secos Antárticos, onde a variação sazonal da temperatura é suficiente para formar e sustentar lagos, mesmo que a temperatura média anual permaneça bem abaixo de zero. Nós queríamos ver se algo semelhante era possível no passado de Marte”, comenta Palumbo.
Os cientistas começaram com um modelo climático de Marte topo-de-grama – um que assume que a atmosfera antiga era composta principalmente por dióxido de carbono (como é hoje). O modelo geralmente produz um Marte frio e gelado, em parte porque pensa-se que a energia do Sol era muito mais fraca no início da história do Sistema Solar.
Os investigadores correram o modelo para um amplo conjunto de parâmetros e variáveis que podem ter sido importantes há cerca de 4 mil milhões de anos, quando as icónicas redes de vales nas terras altas do sul do planeta foram formadas.
Apesar dos cientistas concordarem, no geral, que a atmosfera marciana era mais espessa no passado, não se sabe quão espessa realmente era. Da mesma forma, enquanto a maioria dos cientistas concorda que a atmosfera era constituída principalmente por dióxido de carbono, podiam também existir pequenas quantidades de outros gases de efeito de estufa. De modo que Palumbo e os colegas correram o modelo com várias espessuras atmosféricas plausíveis e quantidades extra de efeito de estufa.
Também não se sabe exatamente o aspeto das variações da órbita de Marte há 4 mil milhões de anos, de modo que os investigadores testaram uma série de cenários orbitais plausíveis. Testaram diferentes graus de inclinação axial, que influenciam a quantidade de luz solar que as latitudes superiores e inferiores do planeta recebem, bem como diferentes graus de excentricidade – a medida em que a órbita do planeta em redor do Sol se desvia de um círculo, o que pode ampliar as mudanças sazonais de temperatura.
O modelo produziu cenários em que o gelo cobria a região perto da localização das redes de vales. E enquanto a temperatura média anual do planeta nesses cenários permanecia bem abaixo de zero, o modelo produziu temperaturas máximas de verão, nas terras altas a sul, que subiram acima de zero.
Para que o mecanismo possa explicar as redes de vales, este deve produzir o volume correto de água no tempo de formação da rede de vales, e a água deve percorrer a superfície a taxas comparáveis às exigidas para as incisões na rede de vales. Há alguns anos, Jim Head, coautor do presente estudo e Eliot Rosenberg, na altura estudante de Brown, publicaram uma estimativa da quantidade mínima de água necessária para esculpir o maior dos vales de Marte.
Usando essa estimativa como guia, juntamente com as estimativas das taxas de escoamento e da duração da formação da rede de vales obtidas por outros estudos, Palumbo mostrou que o modelo se adapta a um cenário altamente excêntrico. Esse grau de excentricidade necessária fica bem dentro da gama de órbitas possíveis para Marte há 4 mil milhões de anos, comenta Palumbo.
Como um todo, realça Palumbo, os resultados fornecem um potencial meio de conciliar as evidências geológicas de água corrente no passado de Marte com as evidências atmosféricas de um planeta frio e gelado.
“Este trabalho acrescenta uma hipótese plausível para explicar a forma como a água líquida pode ter-se formado no início de Marte, de forma semelhante ao derretimento sazonal que produz os rios e lagos que observamos durante o nosso trabalho de campo nos Vales Secos Antárticos de McMurdo. Estamos atualmente a explorar candidatos adicionais a mecanismos de aquecimento, incluindo vulcanismo e crateras de impacto, que também podem contribuir para o derretimento de um Marte jovem, frio e gelado”, explica Head.
Apesar do trabalho não encerrar o debate “frio e gelado” vs. “quente e molhado”, ilustra que um Marte jovem e principalmente gelado é uma possibilidade distinta.
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