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A química exótica por trás dos deslizamentos de terra em Marte

Compartilhe:     |  6 de fevereiro de 2021

Uma equipe de pesquisadores liderada pela pesquisadora sênior do Seti Institute Janice Bishop, membro da equipe do Seti Institute no Nasa Astrobiology Institute (NAI), apresentou uma teoria sobre o que está causando deslizamentos de terra na superfície de Marte. O artigo a esse respeito foi publicado na revista “Science Advances”.

Ideias anteriores sugeriam que fluxos de detritos líquidos ou fluxos granulares secos causavam esse movimento. Nenhum desses modelos pode levar completamente em conta os fluxos sazonais em encostas quentes marcianas (Recurring Slope Lineae, ou RSL). A equipe levantou a hipótese alternativa de que o derretimento do gelo no regolito (camada solta de material heterogêneo e superficial que cobre uma rocha sólida) próximo à superfície está causando mudanças na superfície que o tornam vulnerável a tempestades de poeira e vento. Como resultado, os fluxos do RSL aparecem e/ou se expandem na superfície de Marte hoje.

Além disso, a equipe acredita que as finas camadas de gelo derretido resultam de interações entre o gelo de água subterrânea, sais de cloro e sulfatos. Tais interações criam uma lama instável e semelhante a um líquido. Esse material instiga o surgimento de sumidouros, colapso do solo, fluxos de superfície e soerguimento do solo.

Desenvolvimento de RSL na cratera Palikir, visto pela câmera HiRISE em seis ocasiões durante os anos 29-30 de Marte. Crédito: Nasa/JPL/Universidade do Arizona© Fornecido por Revista Planeta Desenvolvimento de RSL na cratera Palikir, visto pela câmera HiRISE em seis ocasiões durante os anos 29-30 de Marte. Crédito: Nasa/JPL/Universidade do ArizonaRevolução em perspectiva

“Estou animada com a perspectiva de água líquida em microescala em Marte em ambientes próximos à superfície, onde gelo e sais estão presentes”, disse Bishop. “Isso pode revolucionar nossa perspectiva de habitabilidade logo abaixo da superfície de Marte hoje.”

Os dados da câmera High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) da sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) mostram o RSL localizado em encostas voltadas para o Sol, onde continuam a aparecer e/ou expandir-se ao longo do tempo. Estudos anteriores sugeriram que os RSLs estão relacionados aos sais de cloro e observaram sua ocorrência em regiões de afloramentos de alto teor de sulfato.

O estudo atual estende essas observações com um modelo de atividade de criossal próximo à superfície com base em observações de campo e experimentos de laboratório. Investigações de campo analógico de Marte na Terra, como nos Vales Secos da Antártida, no Mar Morto em Israel e no Salar de Pajonales no deserto do Atacama, mostram que quando os sais interagem com gesso ou água subterrânea, causam interrupções na superfície, incluindo colapso e deslizamentos de terra.

Camadas de água

“Durante meu trabalho de campo no Salar de Pajonales, um leito de sal seco no norte do Chile, observei vários exemplos da ação dos sais na geologia local. É gratificante descobrir que eles também podem desempenhar um papel na formação de Marte”, disse Nancy Hinman, professora de geociências da Universidade de Montana (EUA) e membro da equipe do Seti Institute no NAI.

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Vídeo que ilustra o umedecimento do material análogo do solo de Marte cobrindo sulfato de cálcio e cloreto de cálcio, absorção de água por sais e partículas de solo, migração de sais para a superfície e formação de crosta com cavidades. Crédito: Janice Bishop e Markus Gruendler, Seti Institute

Para testar sua teoria, a equipe conduziu experimentos de laboratório destinados a observar o que ocorreria se eles congelassem e descongelassem amostras análogas de Marte compostas de sais de cloro e sulfatos em baixas temperaturas, como as encontradas no Planeta Vermelho. O resultado foi a formação de gelo lamacento próximo a -50°C, seguido pelo derretimento gradual do gelo de -40°C a -20°C.

“Sondar o comportamento de baixa temperatura do permafrost análogo de Marte no laboratório com espectroscopia de infravermelho revelou que finas camadas de água líquida estavam se formando ao longo das superfícies dos grãos enquanto os solos salgados derretiam sob temperaturas abaixo de zero, como Marte”, disse Merve Yesilbas, pesquisadora de pós-doutorado da Nasa no Seti Institute e colaboradora na equipe do NAI.

Inter-relação

A modelagem do comportamento de sais e sulfatos de cloro, incluindo gesso, sob baixas temperaturas demonstra como esses sais estão inter-relacionados. Pode ser que essa água líquida em microescala migre no subsolo de Marte, transferindo moléculas de água entre os sulfatos e os cloretos, quase como passar uma bola de futebol pelo campo. Experimentos de laboratório adicionais testaram essas reações de sulfato-cloreto em um solo análogo a Marte com indicadores de cor que revelaram hidratação subterrânea desses sais e a migração de sais através dos grãos do solo.

“Fiquei emocionada ao observar essas reações rápidas da água com sais de sulfato e cloro em nossos experimentos de laboratório e o colapso resultante e elevação do solo análogo de Marte em pequena escala, replicando colapso geológico e características de soerguimento em sistemas cársticos, reservatórios de sal e colapso de edificações em grande escala”, disse Bishop.

Esse projeto surgiu do trabalho com sedimentos dos Vales Secos de McMurdo, na Antártida, uma das regiões mais frias e secas do planeta. Como em Marte, o regolito de superfície dos Vales Secos é varrido por ventos secos na maior parte do ano. No entanto, o permafrost subsuperficial contém gelo de água e uma alteração química parece estar ocorrendo abaixo da superfície.

“Os sedimentos nos Vales Secos fornecem uma excelente base de teste para processos que podem estar ocorrendo em Marte”, disse Zachary Burton, recém-formado na Universidade Stanford (EUA) e colaborador da equipe do Instituto Seti no NAI. “A presença de concentrações elevadas de sulfatos e cloretos alguns centímetros abaixo da dura paisagem da superfície do Vale Wright apresenta a possibilidade intrigante de que essas associações mineralógicas relacionadas à água e processos associados também possam existir em Marte.”

Ambiente dinâmico

O gelo de água foi detectado abaixo da superfície de Marte no solo coletado no local de pouso da Phoenix, bem como em órbita usando medições de radar e espectroscopia de nêutrons e raios gama. Mais recentemente, o HiRISE capturou vistas desse gelo próximo à superfície em latitudes médias. Temperaturas mais altas (por exemplo, -50°C a -20°C) em locais equatoriais em Marte podem suportar água líquida/salmouras subterrâneas durante os meses de primavera e verão. Os RSLs observados em alguns desses locais equatoriais são frequentemente interpretados como relacionados a fenômenos maiores chamadas voçorocas, semelhantes às ravinas da Terra.

“Os sistemas de ravinas tributárias presentes ao longo das encostas norte (com face voltada para o polo) e nordeste da cratera Krupac e o RSL mais abaixo na parede da cratera nessa região podem estar associados a características de superfície produzidas por meio da atividade de salmoura próxima à superfície, de acordo com nosso modelo”, disse Virginia Gulick, cientista de pesquisa sênior do Seti Institute e membro da equipe do Seti Institute no NAI.

Além de ajudar a explicar os processos geológicos e químicos de Marte, essa teoria também sugere que o ambiente marciano continua a ser dinâmico – ou seja, que o planeta ainda está ativo e evoluindo. Isso tem implicações tanto para a astrobiologia quanto para a futura exploração humana do Planeta Vermelho. O potencial de camadas finas de água abaixo da superfície de Marte em regiões salgadas de permafrost abre novas portas para explorar a habitabilidade do planeta.



Fonte: MSN - Revista Planeta



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