Nevou em Marte? Novas pesquisas sugerem que a precipitação do antigo Planeta Vermelho era muito parecida com a da Terra

Marte foi um planeta propício à água, e até mesmo à vida, em seu passado remoto? Enormes redes de canais percorrem sua superfície. Rochas mostram sinais de imersão em água. No entanto, imagens enviadas pelas missões Curiosity e Perseverance da NASA continuam mostrando seus rastros no deserto infinito. De onde veio a água, quanta água havia lá e por que ela desapareceu?

Embora a questão da água seja extremamente complexa, um estudo recente no Journal of Geophysical Research: Planets contribui para o debate sobre como a água antiga fluía – dos polos ainda gelados do Planeta Vermelho, ou em um ciclo de água que incluía precipitação, ou em alguma combinação.

Precipitação, para ser claro, inclui qualquer variante – não apenas água, mas neve ou chuva congelante e outras formas de água caindo do céu. Assim como na Costa Leste no inverno, um Marte "quente" provavelmente significa um pouco mais quente do que congelante, disse a autora principal, Amanda Steckel.

"É claro que ainda não temos acesso [direto] a Marte, então tentamos ser bem simples", disse Steckel ao Salon. Ela realizou o estudo como doutoranda na Universidade do Colorado em Boulder e, desde então, ingressou no Instituto de Tecnologia da Califórnia como pesquisadora de pós-doutorado e associada em ciência planetária.

O estudo utilizou técnicas de modelagem de paisagens desenvolvidas na CU Boulder. Eles colocaram uma grade em uma superfície virtual e, em seguida, executaram modelos de um clima marciano aquoso para observar sua evolução ao longo do tempo. Para isso, dividiram a complexidade do clima em dois cenários, ideais para modelagem e teste, que poderiam ser mais robustos: calotas polares puxando água para baixo e formando as cabeceiras de vale em uma única elevação, ou um planeta impulsionado pela precipitação que criou cabeceiras de vale em várias altitudes.

Os autores compararam seu trabalho com imagens de Marte nas terras altas equatoriais do sul, que são densamente craterizadas, mas também repletas de redes de vales. Eles se concentraram particularmente nas cabeceiras dos vales, que são a fonte de água em cada uma dessas redes.

E o que eles descobriram sugere que algum tipo de água caiu em Marte, já que as cabeceiras dos vales estavam situadas em muitas elevações – uma situação difícil de explicar com gelo. E também coincide com o que é observado em Marte, onde as variações nas cabeceiras dos vales variam em altitude entre milhares de pés.

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Atualmente neva em Marte — mas não exatamente como aqui e com muito menos frequência. Como afirma o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA: "Por mais frio que esteja, não espere montes de neve dignos das Montanhas Rochosas". De fato, existem dois tipos de neve em Marte: gelo de água e dióxido de carbono, mais conhecido como gelo seco, que possui flocos em forma de cubo. "Como o ar marciano é tão rarefeito e as temperaturas tão baixas, a neve com gelo de água sublima, ou se transforma em gás, antes mesmo de tocar o solo. A neve com gelo seco realmente atinge o solo", afirma o site da NASA. Isso é bem diferente do que vivenciamos na Terra ou do que Marte pode ter tido há muito tempo.

Dito isso, muito mais estudos serão necessários para entender a estranha história da água em Marte. Certamente, Marte provavelmente abrigou algum tipo de água na superfície entre 3,7 bilhões e 4,1 bilhões de anos atrás, quando a Terra e o resto do sistema solar ainda eram jovens. Mas como exatamente essa água fluiu é uma questão em aberto.

O jovem Sol provavelmente estava queimando um pouco mais frio do que hoje, levantando questões sobre quanto de seu calor chegava à superfície. A atmosfera marciana também pode ter sido mais espessa, permitindo que a água fluísse com mais facilidade – isto é, até que a pressão solar erodiu as moléculas mais leves para o espaço e afinou o "envelope" protetor do planeta, reduzindo-o à quantidade fina que vemos hoje. Isso porque Marte, apesar de todo o seu charme, tem uma gravidade menor que a da Terra e menor capacidade de reter compostos atmosféricos como o dióxido de carbono.

Steckel enfatizou que, mesmo aceitando a ideia de que a precipitação caiu em Marte, era improvável que fosse a única maneira pela qual a água se movia na superfície. Afinal, estudos recentes do Planeta Vermelho sugeriram a presença de água não apenas nos polos gelados, mas também no subsolo. Fontes menores de água também podem ter vindo de antigas quedas de meteoritos.

"Este não é um estudo de modelagem climática", disse ela sobre seu trabalho, acrescentando que espera que outros cientistas do clima possam usar o conjunto de dados para ajudar a embasar estudos futuros sobre o Planeta Vermelho. "Há uma ampla gama de possibilidades" entre os dois cenários hídricos que seu estudo identificou, mas, para avançar nisso, "acho que é aí que entram os modeladores climáticos... quando as pessoas tentam replicar esse conjunto de dados com modelagem climática, esse seria o próximo passo natural."

Hansjörg Seybold, físico da ETZ não afiliado ao novo estudo, afirmou que a metodologia era sólida, mas representava apenas uma parte da compreensão de como a água líquida moldou a superfície marciana. Estudos como este, enfatizou, são limitados, pois se baseiam em uma superfície teórica de um Planeta Vermelho e não visam corresponder exatamente ao que é observado nas redes de canais atuais.

Se Marte fosse "quente e úmido", continuou ele, as nascentes de vale poderiam ser vistas em qualquer lugar onde a chuva se acumulasse. Se o planeta fosse um local frio e úmido — alimentado por geleiras —, as nascentes seriam alimentadas por uma única elevação e não criariam novos ramos rio abaixo.

"No final, ficamos com mais uma pista nos dizendo que, de fato, não compreendemos o clima antigo de Marte e os processos que formam suas redes de canais", enfatizou. "Se algum dos dois casos é realmente real, permanece uma incógnita, e deixa em aberto a questão subjacente de como Marte poderia ter sustentado um ciclo hidrológico."

Seybold afirmou que estudos futuros não deveriam considerar apenas as redes de vales, mas também a geologia da área que coletamos de missões de rovers em Marte e de observações de satélites em órbita. Seybold também recomendou a comparação com outros planetas; ele liderou um estudo na Science Advances em 2018 que tentou fazer exatamente isso.

O estudo de Seybold comparou redes de vales em Marte com redes de vales na Terra para verificar se a água subterrânea era importante para a formação de conexões de vales no Planeta Vermelho. Eles descobriram que os ângulos de ramificação dos vales marcianos "são mais semelhantes às redes de vales terrestres incisas por escoamento superficial do que às redes de vales incisas por escoamento de águas subterrâneas reemergentes".

Entender a história do clima em Marte nos ajuda a aprender mais sobre nosso próprio planeta, além de nos informar sobre as possibilidades de vida no Planeta Vermelho e seu potencial de (talvez) um dia hospedar humanos.