O estudo da superfície e da atmosfera de Marte desvendou alguns segredos antigos. Graças aos esforços do Curiosidade rover e outras missões, os cientistas agora estão cientes do fato de que a água já fluiu em Marte e que o planeta tinha uma atmosfera mais densa. Eles também foram capazes de deduzir o que a mecânica levou ao esgotamento dessa atmosfera, o que a transformou no ambiente frio e desidratado que vemos hoje.
Ao mesmo tempo, porém, levou a um paradoxo bastante intrigante. Essencialmente, acredita-se que Marte tenha tido água morna e fluida em sua superfície em um momento em que o Sol estava um terço tão quente quanto hoje. Isso exigiria que a atmosfera marciana tivesse amplo dióxido de carbono para manter sua superfície quente o suficiente. Mas, com base nas descobertas mais recentes do rover Curiosity, isso não parece ser o caso.
Essas descobertas fizeram parte de uma análise dos dados obtidos pelo instrumento de difração de raios X de química e mineralogia (CheMin) da Curiosity, que foi usado para estudar o conteúdo mineral de amostras de brocas na cratera Gale. Os resultados desta análise foram publicados recentemente em Anais da Academia Nacional de Ciências, onde a equipe de pesquisa indicou que nenhum vestígio de carbonatos foi encontrado em nenhuma amostra colhida no antigo leito do lago.
Para resumir, as evidências coletadas por Curiosidade (e uma série de outros veículos espaciais, landers e orbiters) levou os cientistas a concluir que, cerca de 3,5 bilhões de anos atrás, a superfície de Marte tinha lagos e rios. Eles também determinaram, graças às muitas amostras colhidas por Curiosidade desde que desembarcou na Cratera Gale, em 2011, que esse recurso geológico já foi um leito de lago que gradualmente se tornou cheio de depósitos sedimentares.
No entanto, para Marte estar quente o suficiente para a existência de água líquida, sua atmosfera teria que conter uma certa quantidade de dióxido de carbono - fornecendo um Efeito Estufa suficiente para compensar a diminuição do calor do Sol. Como as amostras de rochas na Cratera Gale agem como um registro geológico de como eram as condições há bilhões de anos, elas certamente conteriam muitos minerais de carbonato, se esse fosse o caso.
Carbonatos são minerais que resultam do dióxido de carbono combinado com íons carregados positivamente (como magnésio e ferro) na água. Como esses íons foram encontrados em boas quantidades em amostras de rocha marciana, e análises subsequentes mostraram que as condições nunca se tornaram ácidas a ponto de os carbonatos se dissolverem, não há razão aparente para que eles não aparecessem. .
Juntamente com sua equipe, Thomas Bristow - o principal investigador do instrumento CheMin sobre Curiosidade - calculou qual seria a quantidade mínima de dióxido de carbono atmosférico e como isso seria indicado pelos níveis de carbonato encontrados nas rochas marcianas atualmente. Eles então classificaram os dados do instrumento CheMin ao longo dos anos para verificar se havia alguma indicação desses minerais.
Mas, como ele explicou em um comunicado de imprensa recente da NASA, as descobertas simplesmente não se ajustaram:
"Ficamos particularmente impressionados com a ausência de minerais carbonáticos nas rochas sedimentares que o veículo espacial examinou. Seria muito difícil obter água líquida, mesmo que houvesse cem vezes mais dióxido de carbono na atmosfera do que o que a evidência mineral na rocha nos diz. ”
No final, Bristow e sua equipe não conseguiram encontrar quantidades mínimas de carbonatos nas amostras de rochas que analisaram. Mesmo que apenas algumas dezenas de milibares de dióxido de carbono estivessem presentes na atmosfera quando um lago existisse na cratera Gale, ele teria produzido carbonatos suficientes para o CheMin do Curiosity detectar. Esta última descoberta adiciona um paradoxo que atormenta os pesquisadores de Marte há anos.
Basicamente, os pesquisadores observaram que há uma discrepância séria entre o que as características da superfície indicam sobre o passado de Marte e o que as evidências químicas e geológicas têm a dizer. Não só existem muitas evidências de que o planeta tinha uma atmosfera mais densa no passado, como mais de quatro décadas de imagens orbitais (e anos de dados de superfície) produziram amplas evidências geomorfológicas de que Marte já teve águas superficiais e um ciclo hidrológico ativo.
No entanto, os cientistas ainda estão lutando para produzir modelos que mostrem como o clima marciano poderia ter mantido os tipos de condições necessárias para que isso acontecesse. Até agora, o único modelo de sucesso foi aquele em que a atmosfera continha uma quantidade significativa de CO2 e hidrogênio. Infelizmente, uma explicação de como essa atmosfera poderia ser criada e mantida permanece indefinida.
Além disso, as evidências geológicas e químicas para essa atmosfera que existem bilhões de anos atrás também foram escassas. No passado, pesquisas realizadas por orbitadores não conseguiram encontrar evidências de minerais carbonáticos na superfície de Marte. Esperava-se que missões de superfície, como o Curiosity, fossem capazes de resolver isso, coletando amostras de solo e perfurando onde a água existia.
Mas, como Bristow explicou, o estudo de sua equipe fechou efetivamente a porta:
"Tem sido um mistério o motivo pelo qual não há muito carbonato visto em órbita. Você pode sair do dilema dizendo que os carbonatos ainda podem estar lá, mas nós simplesmente não podemos vê-los da órbita porque eles estão cobertos de poeira ou enterrados, ou não estamos olhando no lugar certo. Os resultados da Curiosidade trazem o paradoxo para o foco. Esta é a primeira vez que verificamos carbonatos no chão em uma rocha que sabemos ser formada a partir de sedimentos depositados sob a água ".
Existem várias explicações possíveis para esse paradoxo. Por um lado, alguns cientistas argumentaram que o lago Gale Crater pode não ter sido um corpo aberto de água e talvez estivesse coberto de gelo, que era fino o suficiente para permitir a entrada de sedimentos. O problema com esta explicação é que, se isso fosse verdade, haveria indicações discerníveis deixadas para trás - o que incluiria rachaduras profundas na rocha sedimentar macia dos lagos.
Mas como essas indicações não foram encontradas, os cientistas ficam com duas linhas de evidência que não correspondem. Como Ashwin Vasavada, cientista do projeto Curiosity, colocou:
"A travessia da curiosidade através de leitos de rios, deltas e centenas de metros verticais de lama depositada em lagos antigos exige um sistema hidrológico vigoroso que forneça água e sedimentos para criar as rochas que estamos encontrando. O dióxido de carbono, misturado com outros gases como o hidrogênio, tem sido o principal candidato à influência do aquecimento necessária para esse sistema. Esse resultado surpreendente parece tirá-lo da disputa. ”
Felizmente, incongruências na ciência são o que permite o desenvolvimento de novas e melhores teorias. E à medida que a exploração da superfície marciana continua - o que se beneficiará com a chegada do ExoMars e a Marte 2020 missões nos próximos anos - podemos esperar que surjam evidências adicionais. Felizmente, isso ajudará a apontar o caminho para uma solução para esse paradoxo, e não complicará ainda mais nossas teorias!
