Uma inesperada “chuva de rochas” pode revelar como Marte perdeu a sua água.

A água de Marte desapareceu algures - e, há anos, os cientistas não chegam a consenso sobre o destino exacto dessa água.

Observações recolhidas por veículos de exploração como a Perseverança e a Curiosidade, a par de dados de satélites em órbita (como o Orbitador de Reconhecimento de Marte e a missão ExoMars), apontam para um passado em que Marte foi um mundo húmido, com um ciclo hidrodinâmico activo.

Hoje, porém, o Planeta Vermelho está longe de ser assim. A questão mantém-se: para onde foi toda a água de Marte?

Tempestades de poeira e a perda de água de Marte (Planeta Vermelho)

Um novo artigo científico, que reúne medições de pelo menos seis instrumentos distribuídos por três naves espaciais, acrescenta uma peça importante ao puzzle: as tempestades de poeira parecem empurrar água para a atmosfera marciana, onde ela é destruída activamente ao longo de todo o ano.

Quanta água teve Marte? A razão deutério/hidrogénio (D/H)

Os especialistas consideram que, em tempos, Marte terá tido água suficiente à superfície para cobrir grande parte do planeta com uma espessura de centenas de metros. Para chegar a esta estimativa, recorre-se a um método conhecido como razão deutério/hidrogénio (D/H).

O deutério é um isótopo mais pesado do hidrogénio e corresponde a uma pequena fracção dos átomos de hidrogénio presentes nas moléculas de água. Esta versão ligeiramente mais pesada - frequentemente chamada, de forma informal, “água pesada” - tem menos probabilidade de ser impulsionada até grandes altitudes na atmosfera, onde a água é depois destruída pela radiação ultravioleta (UV). Após essa dissociação, os átomos de hidrogénio acabam por ser varridos pelo vento solar.

Com o passar do tempo, à medida que a forma mais leve (hidrogénio “normal”) se perde com maior facilidade, a proporção de deutério aumenta. Por isso, a razão D/H tende a crescer quanto mais água um planeta tiver perdido para o espaço.

Em Marte, as medições indicam uma razão D/H 5 a 8 vezes superior à da Terra. Ao extrapolar estes valores, conclui-se que o planeta poderia ter tido água suficiente para cobrir a maior parte da superfície com uma profundidade de algumas centenas de metros, possivelmente sob a forma de gelo.

Estações em Marte: inclinação axial, periélio e afélio

Para perceber para onde foi essa água, é essencial compreender as estações marcianas.

Tal como a Terra, Marte tem inclinação axial, o que origina estações. No entanto, a sua órbita é muito mais elíptica, o que cria uma assimetria marcada: um dos “verões” ocorre quando Marte está perto do periélio (o ponto mais próximo do Sol) e é muito mais quente do que o outro, que acontece quando o planeta se aproxima do afélio (o ponto mais distante do Sol).

Na prática, isto significa que os verões do hemisfério sul são bem mais quentes do que os do hemisfério norte. Durante muito tempo, assumiu-se que a passagem de água para camadas altas da atmosfera - e a sua consequente destruição - acontecia sobretudo durante esses períodos mais quentes do sul.

Como a poeira ajuda a lançar água para a alta atmosfera

Os verões mais quentes intensificam a perda de humidade porque favorecem o mecanismo que injecta água na alta atmosfera, onde há menor protecção contra a radiação UV que a fragmenta nos seus componentes.

Nas tempestades de poeira do verão austral, grandes quantidades de poeira são elevadas para camadas médias da atmosfera, aquecendo o ar em cerca de 15 °C. Em condições típicas, formariam-se ali nuvens de gelo de água, que funcionariam como uma espécie de “armadilha”, congelando as moléculas e reduzindo a quantidade de água que sobe mais.

Quando a poeira aquece o ar, essas nuvens de gelo deixam de se formar. Assim, a água consegue ser empurrada para altitudes superiores pelas tempestades; uma vez lá em cima, fica mais exposta e acaba destruída pela radiação.

A “tempestade tipo foguetão” no hemisfério norte e a água perdida todo o ano

Este novo trabalho científico complica a ideia de que o fenómeno seria exclusivo dos verões do hemisfério sul, ao destacar a perda de água associada a um tipo muito específico de evento: uma “tempestade tipo foguetão” observada no hemisfério norte, há poucos anos.

Dados recolhidos pela ExoMars, pela Missão a Marte dos Emirados (EMM) e pelo Orbitador de Reconhecimento de Marte registaram uma tempestade intensa durante o verão do hemisfério norte, no Ano Marciano 37 (correspondente a 2022–2023 na Terra), com características sem precedentes nas observações anteriores.

O sinal foi claro: o mesmo processo de destruição de água esperado para os verões austrais também ocorreu ali. Isso indica que os ciclos de tempestades de poeira conseguem lançar água para a alta atmosfera ao longo de todo o ano, sugerindo que a destruição não esteve necessariamente limitada a períodos muito específicos da história marciana.

O passado de Marte: maior inclinação axial e mais tempestades

É verdade que essa tempestade tipo foguetão parece ter sido excepcionalmente forte. Ainda assim, os investigadores propõem que, no passado, a inclinação axial de Marte poderá ter sido maior (mais “inclinada” em direcção ao Sol). Esse cenário teria favorecido a formação deste tipo de tempestades em verões do hemisfério norte muito mais quentes do que os actuais.

Esta via adicional de “fuga” de água ajuda a explicar parte da discrepância entre: (1) a quantidade de água que Marte tem hoje, (2) a quantidade que os indicadores geoquímicos sugerem que teve no passado e (3) os mecanismos que se acreditava serem suficientes para a destruir.

Porque isto importa: habitabilidade e exploração futura

Compreender como a água é transferida para a atmosfera e destruída é decisivo para reconstruir a habitabilidade passada de Marte - isto é, durante quanto tempo poderão ter existido ambientes estáveis com água líquida à superfície ou perto dela. Também afina as previsões sobre como o clima marciano evoluiu e sobre quais regiões terão sido mais propícias à preservação de sinais químicos de processos antigos.

Além disso, estes resultados são relevantes para a exploração: a água actualmente existente em Marte está sobretudo em calotes polares, em gelo subterrâneo e presa em minerais hidratados. Saber como as tempestades afectam a humidade atmosférica e a perda de água ao longo das estações ajuda a planear observações, operações de superfície e estratégias de utilização de recursos locais em futuras missões.

Este artigo foi originalmente publicado pelo Universo Hoje. Leia o artigo original.