Perseverance e a história da água em Jezero: um passado marciano mais antigo e complexo

O rover da Nasa Perseverance foi enviado sobretudo para estudar um antigo leito de lago na cratera Jezero. Agora, novas medições obtidas a partir do subsolo sugerem que a história da água no Planeta Vermelho começou nesta região muito antes do que se pensava - e que foi mais complexa, mais dinâmica e mais favorável à vida do que os modelos anteriores deixavam supor.

Um rover, uma cratera e uma questão incómoda

Desde a sua aterragem, em fevereiro de 2021, o Perseverance tem percorrido a cratera Jezero. Há vários anos que, a partir da órbita, os investigadores identificavam ali estruturas que lembram fortemente um delta de rio seco. A hipótese era clara: naquele local terá existido um lago alimentado por um sistema fluvial que corria da região circundante para o interior da cratera.

As primeiras análises do rover encaixaram bem nessa imagem. O Perseverance encontrou rochas ricas em carbonatos no fundo da cratera, compatíveis com um lago primitivo. As câmaras de alta resolução mostraram sedimentos depositados em camadas na margem do delta - um sinal evidente de uma bacia calma, onde material fino foi sendo acumulado durante longos períodos.

Os novos dados, porém, apontam agora para algo mais antigo: até 35 metros de profundidade, escondido sob as camadas do delta, parece existir um sistema fluvial ainda mais velho.

De repente, impõe-se a pergunta: teremos pensado demasiado cedo, e de forma demasiado simplista, na história da água desta região?

Georradar em Marte: como o Perseverance “vê” no subsolo

Para resolver precisamente este tipo de enigma, o rover recebeu um instrumento mais habitual em estudos de fundações ou em arqueologia: um radar de penetração no solo, conhecido tecnicamente como Ground Penetrating Radar (GPR) ou georradar. No Perseverance, esse instrumento chama-se RIMFAX.

O princípio de funcionamento é bastante direto:

• Um emissor envia ondas eletromagnéticas de alta frequência para o solo marciano.
• Quando a onda encontra uma fronteira - por exemplo, entre areia e rocha mais densa - parte do sinal regressa.
• Um recetor no rover capta as ondas refletidas.
• A partir do tempo de percurso dos sinais, é possível reconstruir a profundidade das camadas.

Dependendo da frequência, o radar alcança apenas alguns decímetros ou várias dezenas de metros de profundidade. Enquanto avança, o Perseverance obtém assim uma secção subterrânea quase como se fosse uma tomografia médica, mas desenhada horizontalmente ao longo da paisagem.

Estruturas escondidas: rios antigos sob o delta

Foi precisamente esses dados de radar que os investigadores analisaram agora em detalhe. As medições ao longo da margem exterior da cratera Jezero mostram padrões nítidos e repetidos no subsolo - muito abaixo das formações deltaicas visíveis.

Os sinais apontam para canais antigos, pacotes sedimentares e corpos inclinados de sedimentos que lembram fortemente cursos de água soterrados na Terra.

As interpretações dos especialistas apontam para vários cenários possíveis:

• um rio meandrante, com grandes curvas, que mudava regularmente o seu leito
• um vasto leque aluvial, no qual a água proveniente das terras altas arrastava material para dentro da cratera
• ou uma rede entrançada de muitos braços fluviais, semelhante aos “Braided Rivers” de regiões polares ou montanhosas

Qual destas variantes corresponde exatamente à realidade ainda não está fechado. O que já parece certo é que, antes de se formar o complexo deltaico que hoje se vê, existia um sistema fluvial ativo e de grande escala. O delta que aparece de forma tão destacada nas imagens dos orbitadores de Marte é, ao que tudo indica, apenas o capítulo mais recente de uma história da água muito mais longa.

A cronologia: húmido muito antes do esperado

A colocação destes resultados no contexto da geologia marciana torna-os ainda mais relevantes. As novas estruturas são atribuídas ao Noaquiano inicial. Este intervalo situa-se algures entre 4,2 e 3,7 mil milhões de anos atrás - ou seja, muito cedo na evolução do planeta.

Já o delta visível a oeste da cratera Jezero parece claramente mais jovem. Terá surgido mais provavelmente na transição do Noaquiano tardio para o Hespérico inicial, aproximadamente entre 3,7 e 3,5 mil milhões de anos.

Era	Período aproximado	Importância para Jezero
Noaquiano inicial	4,2–3,7 mil milhões de anos	Estruturas de radar, antigos sistemas fluviais, primeira fase aquosa
Noaquiano tardio / Hespérico inicial	3,7–3,5 mil milhões de anos	Delta visível na cratera Jezero, lago mais recente

Com isto, a janela temporal em que houve água líquida nesta região alarga-se de forma significativa. Em vez de um único “interlúdio húmido”, os dados descrevem vários períodos em que os rios estiveram ativos e foram depositando sedimentos.

O que isto significa para a procura de vida

Se a água correu durante mais tempo e em várias fases, aumenta a probabilidade de terem existido nichos favoráveis à vida. Sistemas com água durante períodos prolongados podem ter gerado gradientes químicos exploráveis por microrganismos - de forma semelhante ao que acontece na Terra em deltas fluviais, fontes termais ou zonas costeiras.

Quanto mais tempo uma região se mantém húmida, mais oportunidade tem uma eventual vida para surgir, adaptar-se e deixar vestígios na rocha.

O Perseverance recolhe de forma seletiva amostras de rocha de diferentes camadas, que um dia deverão ser trazidas para a Terra numa missão de recolha. Os novos resultados do radar ajudam agora a enquadrar essas amostras num horizonte temporal mais vasto. Uma amostra retirada de uma camada subterrânea ganha muito mais valor se se puder demonstrar que pertence a uma fase fluvial muito antiga.

Para a astrobiologia, isto cria quase uma espécie de lista de sedimentos especialmente promissores: zonas em que se sobrepõem várias fases de água podem ser particularmente ricas em assinaturas preservadas - desde moléculas orgânicas a estruturas minerais, passando por texturas que possam indicar tapetes microbianos.

Porque é que a comparação com a Terra ajuda

Geofísicos e sedimentólogos utilizam há décadas o georradar na Terra para reconstruir antigos sistemas fluviais. Em regiões desérticas, sob áreas agrícolas ou até em deltas costeiros, é possível revelar canais soterrados e antigas linhas de margem sem escavar um único metro.

Muitos dos padrões agora identificados no subsolo de Jezero são impressionantemente semelhantes a exemplos terrestres. Pacotes de camadas inclinadas podem, por exemplo, corresponder a margens de rios que se deslocaram lentamente para o lado. Corpos em forma de lente indicam muitas vezes antigos canais ou braços laterais que foram preenchidos.

Esta comparação nunca torna a interpretação totalmente inequívoca, mas dá aos investigadores uma base sólida. Na Terra, testa-se a questão: “Como é que um meandro soterrado aparece no radar?” - e essa experiência é depois transferida com cuidado para Marte. Sem um ponto de referência, seria quase impossível avançar.

Alguns conceitos explicados de forma simples

Porque o georradar é tão útil

O georradar responde às diferenças nas propriedades elétricas dos materiais. Areia seca e solta comporta-se de forma diferente de rocha mais compacta e, eventualmente, com argila. Também gelo ou depósitos de sal podem criar contrastes muito marcados.

Em Marte, há ainda outro fator: a atmosfera é fina, a superfície é extremamente seca e, muitas vezes, bastante consolidada. Isso pode favorecer o alcance do radar, porque há menos energia perdida para a humidade. Ao mesmo tempo, a interpretação continua a ser exigente, já que existem poucos dados de comparação provenientes de perfurações ou afloramentos.

Delta, leque aluvial, rio entrançado – qual é a diferença?

Para quem não trabalha diariamente em sedimentologia, eis uma visão rápida:

• Delta: forma-se quando um rio desagua numa massa de água parada. A velocidade diminui e os sedimentos depositam-se em estruturas em leque.
• Leque aluvial: um leque de detritos que surge normalmente à saída de um vale. Alterações bruscas no escoamento fazem com que cascalho, areia e lodo se espalhem num cone largo.
• Rio entrançado: uma rede de vários braços rasos, que muda continuamente de posição. É típico de regiões com muita carga sedimentar e caudais variáveis.

Em Marte, já não é possível observar diretamente estes tipos de ambiente; apenas os seus vestígios sedimentares permitem a reconstrução. Os dados de radar sugerem que Jezero poderá ter passado por vários destes cenários ao longo do tempo.

Como continuam o Perseverance e a história da água

O rover segue agora passo a passo para camadas mais altas e mais jovens, observando o complexo deltaico a partir de diferentes cotas. Ao mesmo tempo, o georradar mantém-se quase permanentemente ativo. A cada novo perfil, cresce a imagem tridimensional do subsolo.

Para os próximos anos, as equipas científicas esperam construir uma espécie de “estratigrafia em 3D”: um modelo digital que mostre quando esteve ativo cada braço fluvial, quando o nível do lago subiu ou desceu e quando poderão ter surgido longos períodos de seca. Estes mapas temporalmente resolvidos poderão, no fim, indicar também se certas fases de água foram especialmente favoráveis à formação de vestígios orgânicos.

Em paralelo, surgem novas questões: existirão noutros crateras sistemas fluviais semelhantes, ainda invisíveis? Será possível identificar um padrão global que mostre se Marte permaneceu húmido durante muito tempo em larga escala - ou apenas em poucos oásis regionais? As missões futuras deverão, provavelmente, apostar ainda mais em radares de subsolo para encontrar exatamente estas peças em falta.

No contexto de uma eventual missão tripulada a Marte, tudo isto tem ainda um efeito adicional: quem um dia pretenda construir estações ou até infraestrutura terá de saber onde se encontram sedimentos antigos, cavidades ou depósitos instáveis. A leitura do subsolo que o Perseverance está agora a fornecer ajuda não só a ciência, mas também, a longo prazo, o planeamento de locais mais seguros.